Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-08-29T18:04:13Z No. of bitstreams: 1 franciscocarlosdaguia.pdf: 1708670 bytes, checksum: 0477005c8ad48befeb5fdbdaec28770a (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-30T11:46:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 franciscocarlosdaguia.pdf: 1708670 bytes, checksum: 0477005c8ad48befeb5fdbdaec28770a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-30T11:46:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 franciscocarlosdaguia.pdf: 1708670 bytes, checksum: 0477005c8ad48befeb5fdbdaec28770a (MD5) Previous issue date: 2016-03-07 / Lesões na musculatura esquelética podem ocorrer devido desordens genéticas ou trauma. Em lesões menos extensas nas quais vasos sanguíneos ou tecido conectivo não são atingidos o músculo consegue se regenerar sem intervenção médica. Contudo, lesões envolvendo porções maiores do tecido a regeneração não consegue ser completa sem intervenção. Desse modo, a engenharia tecidual aparece como uma alternativa para a regeneração completa do tecido. Dentre os biomateriais empregados na regeneração muscular, as matrizes extracelulares descelularizadas figuram como as classes de biomateriais mais empregadas. Contudo até o presente momento não foi desenvolvido uma metodologia de descelularização de tecido esquelético que preserve a arquitetura do tecido e sua composição química com uma taxa adequada de remoção de células. Desta forma, o presente trabalho almeja produzir um biomaterial composto da matriz extracelular de músculo esquelético de rato Wistar descelularizada. Para tanto, músculo esquelético de ratos Wistar machos foram extraídos e submetidos a lavagens sucessivas com soro fisiológico estéril. Posteriormente, os músculos foram congelados e fatiados, sendo então novamente lavado com soro fisiológico e submetido a irradiação com luz UV por 20 min em cada face do material. Após a irradiação, O tecido foi então digerido em uma solução de tripsina 0,05% contendo 0,2% de EDTA pH 7,6 por 2h a 37°C. Em seguida o tecido sofreu banhos, sob refrigeração, em solução de SDS 1% (p/v) por 4 a 5 dias com trocas diárias da solução. Finalmente o material foi submetido a um banho em água destilada por dois dias finalizando assim a descelularização. Após o procedimento foi obtido um biomaterial com aparência translucida e com uma concentração de DNA de 0,005 ± 0,002 ng de DNA por mg enquanto o controle não descelularizado apresentou uma concentração de 0,800 ± 0,107 ng de DNA por mg de tecido. Além disso, a análise em microscopia de fluorescência comprovou a inexistência de estruturas nucleares e a preservação da arquitetura do tecido após a descelularização. A presente metodologia representa um avanço nos protocolos de descelularização, pois foi obtido um nível de descelularização 10 vezes menor que o preconizado na literatura como ideal além permitir um patamar bem superior de descelularização mantendo a estrutura tridimensional do tecido em comparação a trabalhos similares. / Injuries in skeletal muscle can occur genetic disorders or trauma. In less extensive injuries in which blood vessels or connective tissue are not affected muscle can regenerate without medical intervention. However, injuries involving major portions of the tissue regeneration can be complete without intervention. Thus, tissue engineering is an alternative to the complete tissue regeneration. Among the biomaterials used in muscle regeneration, the decellularized extracellular matrices appear as the most used biomaterials classes. However until now it has not developed a methodology of skeletal tissue decellularization that preserves the tissue architecture and chemical composition with an appropriate rate of removal of cells. Thus, the present study aims to produce a biomaterial composed of the extracellular matrix decellularized skeletal muscle of Wistar rats. To this end, the skeletal muscle of male Wistar rats were extracted and subjected to repeated washings with sterile saline. Subsequently, the muscles were frozen and sliced, and then washed again with saline and subjected to irradiation with UV light for 20 min on each face of the material. After irradiation, the tissue was then digested in a 0.05% trypsin solution containing 0.2% EDTA pH 7.6 for 2h at 37 ° C. Then the tissue baths experienced under refrigeration, in 1% SDS solution (w / v) for 4 to 5 days with daily exchanges of solution. Finally the material was subjected to a bath in distilled water for two days thus finishing the decellularization. After the procedure was obtained a biomaterial with a translucent appearance and a DNA concentration of 0.005 ± 0.002 ng per mg of DNA while the control had not decellularized a concentration of 0.800 ± 0.107 ng DNA per mg of tissue. Furthermore, fluorescence microscopy analysis confirmed the absence of nuclear facilities and the maintenance of tissue architecture after decellularization. This methodology represents an advance in decellularization protocols because it was obtained a level of decellularization 10 times lower than that recommended in the literature as ideal addition allow much higher level of decellularization keeping the three-dimensional structure of the tissue compared to similar works

Orientadores: Maria do Carmo Gonçalves, Celso Aparecido Bertran / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T06:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_LauraCaetanoEscobarda_M.pdf: 2337508 bytes, checksum: c8a529b70aa1d66dc7e8a4ca0b28ac3e (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Membranas para regeneração óssea guiada (GBR) são uma nova classe de membranas utilizadas em cirurgias dentárias, que têm a habilidade adicional de induzir o crescimento ósseo. Neste trabalho, foram preparadas membranas GBR de poli('épsilon'-caprolactona) pelo método de inversão de fases induzida por vapor, que foram modificadas pelo crescimento de fosfato de cálcio em sua superfície para obter propriedades de osteoindução, características de membranas GBR. Para promover a modificação de superfície, inicialmente, moléculas aniônicas foram utilizadas como agentes de nucleação, fixando grupos aniônicos na superfície da membrana. Foram avaliados três agentes de nucleação diferentes: ácido esteárico, hidrogenofosfato de bis(2-etilhexila) e hidrogenofosfato de bis(metacriloiloxietila). As membranas foram imersas alternadamente em soluções de nitrato de cálcio e de hidrogenofosfato de diamônio para que as moléculas aniônicas pudessem atuar como sítios de nucleação e crescimento das partículas de fosfato de cálcio. As propriedades térmicas e mecânicas das membranas de poli(épsilon'-caprolactona) não foram alteradas pela presença de agente de nucleação ou de fosfato de cálcio na superfície. No entanto, devido à redução da massa molar do polímero na presença de hidrogenofosfato de bis(2-etilhexila) e de hidrogenofosfato de bis(metacriloiloxietila), observou-se um discreto aumento no grau de cristalinidade da PCL nesses casos. Foi possível obter partículas de fosfato de cálcio na superfície das membranas utilizando-se os três agentes de nucleação propostos, no entanto, a morfologia e estrutura cristalina dessas partículas mostraram-se dependentes da estrutura química do agente de nucleação. As membranas contendo ácido esteárico ou hidrogenofosfato de bis(metacriloiloxietila) que foram submetidas ao tratamento superficial por ciclos de imersão sequencial apresentaram o melhor desempenho nos ensaios de biocompatibilidade. A nova metodologia desenvolvida neste trabalho, envolvendo o preparo de membranas de poli(?-caprolactona) modificadas superficialmente pelo crescimento de fosfato de cálcio mostrou-se bastante promissora na produção de dispositivos bioreabsorvíveis e osteoindutores com características úteis para aplicação na periodontia / Abstract: Guided bone regeneration (GBR) membranes are a new class of membranes for periodontal surgery that have the additional ability of inducing bone formation. The aim of this study was to produce biodegradable GBR membranes based on poly(épsilon'-caprolactone) by vapour induced phase separation whose surfaces were modified by calcium phosphate growth, in order to achieve the osteoinductive properties, a characteristic of GBR membranes. Anionic molecules were used as nucleating agents to promote these surface modifications and were added to the polymeric membranes to generate anionic groups on the surface. Three different nucleating agents were tested: stearic acid, bis(2-ethylhexyl) hydrogenphosphate and bis(-(methacryloyloxyethyl) hydrogenphosphate. The membranes were immersed alternately in calcium nitrate and diammonium hydrogenphosphate solutions so that the anionic molecules could act as nucleating sites for calcium phosphate growth. The thermal and mechanical properties of the poly(épsilon'-caprolactone) membranes did not change in spite of the presence of the nucleating agents nor the calcium phosphate particles on the surface. Nevertheless the crystallinity degree showed a slight increase, due to a decrease in PCL molar mass, in the presence of bis(2-ethylhexyl) hydrogenphosphate and bis(methacryloyloxyethyl) hydrogenphosphate. The calcium phosphate growth on the membrane surface was successfully achieved by using all of the three different nucleating agents, moreover the particle morphology and crystallinity showed a dependence on the nucleating agent chemical structure. The membranes containing stearic acid or bis(methacryloyloxyethyl) hydrogenphosphate that went through the alternating soaking surface treatment showed the best performance on the biocompatibility essays. The new methodology developed in this work for the preparation of poly(?-caprolactone) membranes with surfaces modified by calcium phosphate growth has proven to have good potential to produce bioresorbable and osteoinductive devices with useful properties in periodontic applications / Mestrado / Físico-Química / Mestra em Química

Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T15:17:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mallmann_EvandroStoffels_D.pdf: 6938040 bytes, checksum: 62f9a270b9176d5f25c36b7cc816fd8d (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O funcionamento inadequado ou a perda de funções totais ou parciais de um órgão ou tecido, resultante de doenças ou traumas é, atualmente, um dos mais importantes e preocupantes problemas de saúde pública no mundo, atingindo um número muito significativo da população. Assim, torna-se necessário construir novos dispositivos de apoio e materiais que possibilitem uma melhor qualidade de vida aos pacientes. Este projeto de pesquisa, vinculado ao Projeto Temático intitulado "Instituto Nacional de Ciência & Tecnologia em Biofabricação: Síntese de Biomateriais, Simulação e Processos ¿ Biofabris" (Processo FAPESP n° 2008/57860-3) objetiva a produção de poliuretanos (PUs) em bancada e em unidade experimental de polimerização a partir de fontes renováveis (óleo de mamona), que apresentem características de baixa toxicidade, biocompatibilidade e/ou biodegradabilidade adequadas para serem empregados como biomateriais para aplicações médicas. Neste trabalho foram preparados PUs em diferentes proporções de isocianatos (HDB e HDT) e poliol (ácido ricinoléico). A caracterização físico-química das amostras foi realizada através das seguintes técnicas: calorimetria diferencial exploratória, análise termogravimétrica, espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier, microscopia eletrônica de varredura, microtomografia de raio-X e análise termodinâmico-mecânica. A partir das análises de calorimetria diferencial exploratória, foi possível determinar a natureza dos mecanismos de reação e a cinética envolvida na síntese dos PUs. Os resultados de espectroscopia na região do infravermelho indicaram os tipos de ligações presentes nos PUs e, as análise termogravimétrica mostraram as temperatura de decomposição dos materiais. Através da microscopia eletrônica de varredura verificou-se a morfologia estrutural de superfície dos PUs e, com a microtomografia de raio X pôde-se determinar a porosidade e o diâmetro médio dos poros das amostras, indicando que quanto maior a quantidade de isocianato, maior a rigidez do material. A partir das análises dinâmico-mecânicas foi possível definir as temperaturas de transição vítrea. Os PUs, na forma de scaffolds , foram submetidos a testes de citotoxicidade in vitro para avaliar a potencialidade desses biomateriais serem aplicados na área médica. A avaliação por toxicidade direta dos biomateriais produzidos foi positiva, indicando que apenas uma amostra apresentou caráter citotóxico às células pelo teste do MTT.Também foram realizadas simulações computacionais no software ANSYS CFX® onde foi possível verificar a distribuição de calor na síntese de PUs gerado pela incidência de laser de CO2 / Abstract: The malfunctioning or the loss of partial or total function of an organ or a tissue resulting from diseases or traumas is currently one of the most important and serious health problems in the world, reaching a very significant number of people. Thus, it is necessary to build new support devices and materials which contribute to enhance patient health quality. This research project, linked to the Thematic Project "National Institute of Science & Biomanufacturing Technology: Synthesis of Biomaterials, Simulation and Process - Biofabris"(FAPESP Process No. 2008/57860-3), aims the production of polyurethanes (PUs) at both benchtop scale and in an experimental polymerization unit from renewable sources (castor oil) with adequate characteristics as low toxicity, biocompatibility and/or biodegradability in order to be employed as biomaterials. In this study, PUs were synthesized with different proportions of isocyanates (HDB and HDT) and polyol (ricinoleic acid). The physical and chemical characterizations of the samples were carried out with the following techniques: differential scanning calorimetry; thermogravimetric analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscope, X-ray microtomography and dynamic mechanical thermal analysis. With the differential scanning calorimetry analysis it was possible to determine the nature of reaction mechanisms and the kinetics involved in PUs synthesis. The results of the infrared spectroscopy showed the bond types in PUs and the thermogravimetric analysis pointed out the decomposition temperature of the materials. Through scanning electron microscopy the PUs structural morphology was verified and the X-ray microtomography determined porosity and average pore size of the samples, indicating that higher isocyanate quantities improve material rigidity. From dynamic mechanical analysis it was possible to define the glass transition temperature. The PUs, in shape of scaffolds, were submitted to in vitro cytotoxicity tests to assess the potential of these biomaterials being applied in the medical field. The direct toxicity evaluation of the produced biomaterials was positive, since only one sample presented cytotoxic behavior towards cells in the MTT assays. Computer simulations were also performed in software ANSYS CFX® where it was possible to investigate the distribution of heat in the synthesis of PUs generated by the incidence of CO2 laser / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Eliana Aparecida de Rezende Duek / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-25T20:37:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cabrera_AndreaRodriguesEsposito_D.pdf: 56970103 bytes, checksum: 0ab20c99ece698f3eb8622ada3260515 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Estruturas tridimensionais têm sido obtidas por diversas técnicas e representam um importante enfoque no desenvolvimento de suportes porosos para a engenharia tecidual. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar arcabouços tridimensionais porosos de poli(L-co-D,L ácido lático-co-trimetileno carbonato), PLDLA-co-TMC, obtidos pela técnica de deposição de fibras 3D. Arcabouços do terpolímero PLDLA-co-TMC, nas proporções 70:30 e 50:50, foram obtidos e caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, cromatografia de permeação em gel, calorimetria exploratória diferencial, análise termogravimétrica, ensaio mecânico de compressão e estudo de degradação in vitro, os quais evidenciaram suas características amorfas, geometria cilíndrica e poros interconectados. O estudo de degradação in vitro, apresentou expressiva perda das propriedades mecânicas compatíveis com queda na massa molar, acompanhada de alterações na morfologia. Avaliou-se a histocompatibilidade da associação de células-tronco mesenquimais provenientes da medula óssea de coelhos e arcabouços de PLDLA-co-TMC (70:30), obtidos pelo método de evaporação de solvente com adição de sacarose (50%), na regeneração do menisco. Nove coelhos Nova Zelândia foram submetidos a meniscectomia medial total, obtendo-se três tratamentos: implante do arcabouço de PLDLA-co-TMC com pré-cultivo celular, implante de arcabouço de PLDLA-co-TMC puro (sem células) e controle negativo (defeito sem implante). Após 24 semanas, os resultados evidenciaram a presença de fibrocartilagem nos animais tratados com arcabouço polimérico. Contudo, a regeneração obtida com arcabouços de PLDLA-co-TMC pré-cultivados com células-tronco mesenquimais apresentou-se semelhante ao tecido fibrocartilaginoso maduro do menisco normal, tanto macroscopicamente quanto histologicamente. Este estudo demonstrou a eficácia do arcabouço de PLDLA-co-TMC (70:30) na regeneração fibrocartilaginosa e o potencial do pré-cultivo de células mesenquimais na engenharia tecidual, sem o uso de fatores de crescimento. Conclui-se que os polímeros biorreabsorvíveis representam uma alternativa promissora para a regeneração tecidual / Abstract: Three-dimensional structures have been obtained by various techniques and are an important focus in the development of porous scaffolds for tissue engineering. The aim of this study was to develop and characterize three-dimensional porous scaffolds of poly (L-co-D, L lactide-co-trimethylene carbonate), PLDLA-co-TMC, obtained by 3D fiber deposition technique. The PLDLA-co-TMC terpolymer scaffolds, 70:30 and 50:50, were obtained and characterized by scanning electron microscopy, gel permeation chromatography, differential scanning calorimetry, thermal gravimetric analysis, compression mechanical testing and study on in-vitro degradation, which exhibited its amorphous characteristics, cylindrical geometry and interconnected pores. The in-vitro degradation study showed significant loss of mechanical properties compatible with a decrease in molar mass, accompanied by changes in morphology. The histocompatibility association of mesenchymal stem cells from rabbits bone marrow, and PLDLA-co-TMC (70:30) scaffolds, obtained by casting with sucrose (50%), was evaluated in the meniscus regeneration, proving the potential of cell culture at in vivo tissue regeneration. Nine New Zealand rabbits underwent total medial meniscectomy, yielding three treatments: implantation of the seeded PLDLA-co-TMC scaffold, implantation of the unseeded PLDLA-co-TMC and negative control (defect without any implant). After 24 weeks, the results revealed the presence of fibrocartilage in the animals treated with polymer. However, the regeneration obtained with the seeded PLDLA-co-TMC scaffolds with mesenchymal stem cells had become intimal to mature fibrocartilaginous tissue of normal meniscus both macroscopically and histologically. This study demonstrated the effectiveness of the PLDLA-co-TMC (70:30) scaffold in meniscus regeneration and the potential of mesenchymal stem cells in tissue engineering, without the use of growth factors. It is concluded that bioresorbable polymers represent a promising alternative for tissue regeneration / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutora em Engenharia Mecânica

Orientadores: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia, Vanessa Petrilli Bavaresco / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T08:52:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_LonetaLauro_D.pdf: 3772105 bytes, checksum: ad6e43883313d496e11ffb1ce6a798d9 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A área de biomateriais tem crescido e desenvolvido tecnologias para acompanhar e suprir as demandas que tem surgido a cada dia na área médica. Os novos biomateriais são produtos versáteis que atuam, combatem ou reparam inúmeras limitações e patologias. Dentro da classe de biomateriais poliméricos os hidrogéis têm sido cada vez mais estudados devido as suas características serem adequadas para várias aplicações biomédicas, dentre elas a cartilagem articular. As tecnologias de fabricação também tem acompanhado o desenvolvimento dos biomateriais. A prototipagem rápida tem impulsionado as pesquisas na área biomédica e permitido a biofabricação de estruturas complexas que existe no corpo humano e de animais. A biofabricação integra os fundamentos da engenharia e o conhecimento da área biomédica para produzir dispositivos biocompatíveis que possam ser utilizados na área biomédica. Esse trabalho é um estudo para verificar a viabilidade de fabricar substratos de poli (metacrilato de 2-hidroxietila) (pHema) usando um equipamento desenvolvido pelo grupo de pesquisadores do INCT Biofabris da Unicamp. Esse equipamento de biofabricação utiliza os princípios da estereolitografia por irradiação direta com luz UV-Visível para fabricar dispositivos médicos Os substratos foram produzidos utilizando seis diferentes composições químicas, para verificar a influência da composição química nas propriedades mecânicas, biológicas e biotribológicas dos hidrogéis. Foi verificado que os substratos produzidos com maior densidade de reticulação promove maior proliferação celular / Abstract: The development of biomaterials area has grown and has developed technologies aimed to satisfy the demands that emerge every day in the medical field. New biomaterials are versatile products that act and repair numerous limitations and diseases. Within the class of polymeric biomaterials, hydrogels have been increasingly studied due to their characteristics that are suitable for various biomedical applications, such as articular cartilage. Manufacturing technologies have also followed the development of biomaterials. Rapid prototyping has driven research in the biomedical field and has allowed the biomanufacturing of complex structures that exist in the human and animals' body. The biomanufacturing integrates the fundamentals of engineering and biomedical knowledge to produce biocompatible devices that can be used in the biomedical field. This work is a study to verify the feasibility for fabrication of substrates of poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (pHema) using an equipment developed by the research group of INCT Biofabris Unicamp. This equipment is based on the principle of stereolithography by direct irradiation with UV- visible light to fabricate medical devices. The substrates were produced using six different chemical compositions in order to verify the influence of the chemical composition on the mechanical properties, biological and biotribological properties of hydrogels. It was found that the substrate produced with higher crosslinking density promotes greater cell proliferation / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutora em Engenharia Mecânica

Orientador: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T08:49:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brito_TalitaAlmeidaVidade_M.pdf: 2327615 bytes, checksum: 1370c441c447a5a8dae05303883562b5 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho apresenta a preparação e caracterização de nanofibras da blenda poli (L-ácido láctico) (PLLA)/poli (?-caprolactona) (PCL) através dos processos de eletrofiação e rotofiação destinada à produção de fibras visando futuras aplicações como suporte para a engenharia tecidual. As blendas foram preparadas através da dissolução do polímero em clorofórmio e clorofórmio mais acetona, resultando em uma solução de 6%. A eletrofiação é um processo relativamente simples e de baixo custo, que consiste na aceleração de uma solução polimérica, inicialmente contida em um capilar metálico, pela presença de um campo elétrico externo, para produzir fibras com diâmetro médio reduzido. Apesar da popularidade e da versatilidade, o processo de eletrofiação apresenta algumas desvantagens, tais como o uso de fonte de alta tensão, baixa taxa e longo tempo de produção das fibras. Com a necessidade de encontrar um método de produção de fibras para sanar eventuais obstáculos encontrados na eletrofiação, foi realizado um estudo com um novo processo: a rotofiação. O processo de rotofiação é um processo simples que forma fibras durante o jateamento da solução polimérica através de um orifício central utilizando alta velocidade de rotação e não utiliza campo elétrico de alta voltagem, como na eletrofiação. As fibras obtidas por meio dos dois processos foram analisadas e caracterizadas pelos seguintes métodos: microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), e espectroscopia na região do infravermelho por transformada de fourier (FTIR). A análise das fibras por microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou que é possível a formação de nanofibras da blenda PLLA/PCL através dos dois processos. Verificou-se que ocorreram diferenças significativas no diâmetro médio dos fios entre os processos, onde na rotofiação, os diâmetros foram maiores, os dois processos estudados permitiram a obtenção de fibras porosas, uma característica importante requerida na engenharia tecidual. Os resultados das análises térmicas indicaram o comportamento imiscível das blendas PLLA/PCL. Através da análise de FTIR foi possível demonstrar eliminação completa dos solventes durante o processamento e também a imiscibilidade dos polímeros / Abstract: This work presents the preparation and characterization of nanofibers of poly (L-lactic acid) (PLLA) / poly (?-caprolactone) (PCL) through electrospinning and rotary jet spinning processes for the production of fibers aiming future applications as scaffolds for tissue engineering. The blends were prepared using the two polymers cited above in chloroform and chloroform plus acetone, resulting in a solution of 6%. Electrospinning is relatively simple and low cost process, which consists in the acceleration of a polymer solution initially contained in a capillary, the presence of an external electric field to produce fibers with reduced average diameter reduced. Despite the popularity and versatility, the electrospinning process has some disadvantages such as the use of high voltage supply, low spinning rates and takes time for long fiber production. With the need to find a method of producing fibers to remedy any obstacles encountered in electrospinning, a study was conducted with a new process: rotary jet spinning. The process of rotary jet spinning is a simple process that forms fibers during the blasting of the polymer solution through a central hole using high-speed rotation and does not use high intensity electric fields, as in electrospinning. The fibers obtained by the two processes were analyzed and characterized by the following methods: scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and infrared spectroscopy fourier transform (FTIR). The fiber analysis by scanning electron microscopy (SEM) showed that it is possible to form nanofibers of PLLA / PCL through two processes. It was found that there were significant differences in the average diameter of the fibers between the processes, where higher diameters were observed in rotary jet spinning, the two processes studied allowed to obtain porous fibers, an important feature required in tissue engineering. The results of thermal analysis indicated that it was formed immiscible blends of PLLA / PCL. By FTIR analysis it was demonstrated complete elimination of the solvents during processing and also the immiscibility of the polymers / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestra em Engenharia Mecânica

Orientadores: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia, Marcos Akira d'Ávila / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T00:23:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguezPerea_GeraldineNancy_M.pdf: 1196408 bytes, checksum: 1a7f7c5e1320ddfd713867dbc7a1d5b6 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho consiste na obtenção pelo método de eletrofiação, de microfibras poliméricas e microfibras reforçadas com nanopartículas de hidroxiapatita. Este método foi utilizado, pois propicia a produção de membranas microporosas que possuem um grande potencial de aplicação na área de engenharia tecidual, especificamente em aplicações para regeneração óssea. Este trabalho teve como objetivo principal produzir fibras poliméricas com a intenção de comparar suas características com o nanocompósito de fibras poliméricas e nanopartículas de hidroxiapatita como reforço. Trabalhou-se com o poli(L-ácido lático) (PLLA) e nanopartículas de hidroxiapatita (HA) produzidas pelo processo sol-gel. As fibras e os nanocompósitos foram caracterizados pelos seguintes métodos: microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). As fibras obtidas apresentaram diâmetros na faixa de 1 a 10 micrômetros. O objetivo de produzir membranas a partir de soluções de PLLA e nanocompósito PLLA/HA por eletrofiação foi atingido / Abstract: This work consists in obtaining polymeric microfibers and microfibers reinforced with nanoparticles of hydroxyapatite by the method of electrospinning. This method was used because it allows the production of microporous membranes that have great potential like application in tissue engineering, specifically in applications for bone regeneration. This work aimed to produce polymer fibers with the intention to compare their characteristics with the nanocomposite fibers with hydroxyapatite nanoparticles as reinforcement. The polymer used was poly (L-lactic acid) (PLLA) and nanoparticles of hydroxyapatite (HA) produced by the sol-gel process. The fibers and nanocomposites were characterized by the following methods: scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), spectroscopy in the region of Fourier transform infrared (FTIR). The fibers obtained presented diameters in the range 1 to 10 micrometers. The goal of producing membranes from solutions of PLLA and nanocomposite PLLA / HA by electrospinning was reached / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Ângela Maria Moraes, José Alberto Fracassi da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T03:16:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RammazzinaFilho_WalterAnibal_M.pdf: 10957404 bytes, checksum: d23a9aea438343039da493db09603556 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O uso de implantes em cirurgias de correção da parede abdominal é freqüentemente necessário. Telas de poli(propileno) podem ser empregadas com sucesso para essa finalidade, possuindo boa aceitação tecidual e baixo custo. O uso deste tipo de biomaterial pode, porém, ocasionar a aderência indesejada entre tecidos e/ou entre órgãos como o fígado e os intestinos e a tela, resultando em dores abdominais, obstrução intestinal e infertilidade. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi o de desenvolver uma estratégia de recobrimento de telas de poli(propileno) enfocando a deposição de soluções de quitosana de massa molar baixa e média e de polietilenoglicol (PEG) de massa molar igual a 1000 Da por electrospinning. Para fins de comparação, telas de poli(propileno) foram alternativamente recobertas por imersão com diferentes soluções combinando quitosana e PEG. Nos estudos de recobrimento via electrospinning, foram avaliadas as variáveis tipo de solvente para a dissolução da quitosana e do PEG, vazão de solução de recobrimento, proporção entre quitosana e PEG, diferença de potencial usada durante a deposição e distância entre a tela e o jato de injeção. As telas recobertas através da imersão em soluções de quitosana a 1% (tanto com a de baixa massa molar quanto a com massa molar média) e em soluções de quitosana misturada ao PEG também com concentração de sólidos total de 1% apresentaram-se satisfatórias para fins de barreira física em cirurgias de hérnia, considerando-se o aspecto, a uniformidade, os valores médios de espessura (de 1140 e 990 mm, respectivamente), a perda de massa em fluido corpóreo simulado (5,1 e 8,9%, respectivamente) e a capacidade de absorção do mesmo fluido (0,76 e 0,59 g/g, respectivamente). Já o recobrimento por electrospinning resultou no depósito de fibras emaranhadas na superfície das telas, que apresentaram, então espessuras finais variando entre 581 e 612 mm, perdas de massa entre 4,9 e 9,2% em fluido corpóreo simulado, capacidade de absorção de 0,17 a 0,36 g/g em fluido corpóreo simulado e diâmetros de fibras de 20,9 a 92,2 mm. O recobrimento via electrospinning resultou em biomateriais menos espessos e com menos massa associada, com bom potencial de uso na aplicação pretendida / Abstract: The use of implants in surgical correction of the abdominal wall is frequently required. Polypropylene meshes can be successfully employed for this purpose, having good tissue acceptance and low cost. The use of this biomaterial, however, can lead to undesired adhesion between tissues and/or between organs such as the liver and intestines and the mesh, resulting in abdominal pain, bowel obstruction and infertility. In this context, the objective of this work was to develop different coatings of polypropylene meshes, focusing on the deposition of solutions of chitosan of low and medium molecular weight and polyethylene glycol (PEG) of molecular weight equal to 1000 Da by electrospinning. For comparison, polypropylene meshes were alternatively coated by immersion in different solutions combining chitosan and PEG. In the studies of coating via electrospinning, the effect of the variables type of solvent for the dissolution of chitosan and PEG, coating solution flow rate, chitosan to PEG mass ratio, the potential difference used during the deposition and the distance between the mesh and the injection jet were evaluated. Meshes coated by immersion in chitosan (both with low and medium molar mass) and PEG solutions with total solids concentration of 1% were satisfactory for purposes of physical barrier in hernia surgery, considering aspect, uniformity, mean thickness (1140 and 990 mm, respectively), mass loss (5.1 and 8.9%, respectively) and the capacity of fluid absorption (0.76 and 0.59 g/g, respectively). Coating by electrospinning resulted in the deposition of entangled fibers on the surface of the meshes, which had final thickness ranging between 581 and 612 mm, losses of mass between 4.9 and 9.2% in simulated body fluid, absorption capacity of 0.17 to 0.36 g/g in the same fluid and fiber diameters from 20.9 to 92.2 mm. Coating the meshes via electrospinning resulted in thinner biomaterials and with less associated mass, with good potential for use in the intended application / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: William Dias Belangero, Vanessa Petrilli Bavaresco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-19T13:54:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batista_NilzaAlzira_M.pdf: 2999795 bytes, checksum: 62c4ef5808533e1bb33930f97cede278 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Hidrogel de álcool de polivinil (PVA) foi utilizado como potencial reparador de defeitos osteocondrais da cartilagem articular. A citotoxicidade in vitro foi avaliada com células Vero e células-tronco mesenquimais da medula óssea de ratos Wistar-Kyoto. Para análise in vivo, os implantes foram colocados em defeitos produzidos nos joelhos de ratos Wistar. Após tempos de seguimento de 0, 3, 6, 12 e 24 semanas, as amostras foram analisadas por microscopia óptica convencional, ensaio mecânico de fluência à indentação, espectrometria de fluorescência raio X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados in vitro motraram que o hidrogel de PVA não afetou a atividade metabólica de ambas as células estudadas, nem tampouco a diferenciação osteogênica das células mesenquimais. Atividade da enzima fosfatase alcalina e formação de matriz mineralizada foram identificadas. O PVA implantado não apresentou sinais de desgastes ou qualquer mudança de aspecto quando comparado com o dia do implante. A interface do implante/tecido mostrou a formação e manutenção de tecido conjuntivo denso e osso recém-formado em todos os grupos estudados. Foi observado um aumento no módulo de fluência e concentração de cálcio e fósforo no PVA longo do tempo. O desempenho do higrogel de PVA irradiados e acetalizadas foi considerado satisfatório para a aplicação proposta / Abstract: Irradiated and acetalized polyvinyl alcohol (PVA) hydrogel was investigated as a potential material for osteochondral defect repair in articular cartilage. The in vitro cytotoxicity of the material was evaluated with Vero cells and mesenchymal stem cells from bone marrow of Wistar-Kyoto rats. For in vivo analyses, plugs of the material were implanted into defects produced in the knees of male Wistar rats-WH. After follow-up times of 0, 3, 6, 12 and 24 weeks, the samples were analyzed by conventional optical and scanning electron microscopy, X-ray fluorescence spectrometry and submitted to mechanical testing of creep indentation. The in vitro results suggest that the PVA hydrogel did not affect the viability and morphology of any of the cell types studied. The hydrogel affected neither the metabolic activity of both studied cells nor the osteogenic differentiation of the mesenchymal cells. Activity of alkaline phosphatase and mineralized organic matrix formation could be identified. The implanted plugs showed no sign of wear or aspect change. The interface plug/tissue exhibited dense connective tissue and newly formed bone in all groups. It was observed an increase in the creep modulus and in the concentration of calcium and phosphorus in the PVA over time. The performance of the irradiated and acetalized PVA was considered satisfactory for the proposed application / Mestrado / Fisiopatologia Cirúrgica / Mestre em Ciências

Orientador: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T17:09:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_SandraMariaSantosdeOliveira_D.pdf: 2193089 bytes, checksum: e02431a815e7c5e9923283bd405849a9 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Nesta tese foram investigadas as propriedades físicas, mecânicas e microestruturais de compósitos cerâmicos densos e porosos de Al2O3-ZrO2 cujas matérias primas foram previamente moídas em moinho vibratório com a finalidade de se obter nanocompósitos com melhores propriedades que as cerâmicas de alumina e de zircônia puras, e compósitos microestruturados. A finalidade desses estudos foi desenvolver um processamento de matérias primas para aplicações biomédicas futuras, como por exemplo: cabeça de fêmur e acetábulo cerâmicos, para implantes coxofemorais, pilares cerâmicos, para implantes dentais e braquetes cerâmicos, usados em ortodontia. As matérias primas, Al2O3 e ZrO2-3%Y2O3 foram caracterizadas quanto à composição e suas estruturas cristalinas. Foram cominuídas em moinho vibratório desenvolvido na Escola de Engenharia de São Carlos-USP, por 2, 4, 6 e 10 horas. Os pós resultantes da moagem por seis horas foram misturados e homogeneizados em três proporções, 15, 30 e 45 % de zircônia em alumina por 22 horas. O corpo denso foi conformados convencionalmente, por prensagem uniaxial (50MPa), prensagem isostática (200MPa) e sinterização em 1450°C por 2 horas. Por seu conjunto de características mecânicas a composição com 30% de zircônia e 70% de alumina foi usada para produção do corpo poroso, características estas superiores tanto às do compósito nanoestruturado como às do corpo monolítico e compatíveis à aplicação estrutural. O corpo poroso foi obtido pelo método da esponja, sinterizado em 1600°C e apresentou resistência à compressão de 6,71 MPa, valor que está contido na faixa de resistência do osso esponjoso para uma porosidade acima de 60%, poros interconectados e de tamanho compatíveis aos exigidos pela engenharia tecidual. O teste de citotoxicidade confirmou a biocompatibilidade do compósito poroso. A biocompatibilidade associada ao valor da resistência mecânica à compressão e ao tamanho dos poros permite afirmar a potencialidade do compósito obtido nas condições do trabalho como material a ser testado para crescimento de células / Abstract: In this thesis it was investigated the mechanical properties of a Al2O3-ZrO2 ceramic composite which raw materials were previously ground on a vibratory mill in order to obtain a micro structured nanocomposite with better properties than pure alumina and zirconium. The purpose of this paper was to develop raw materials for future biomedical applications, as: femoral head and ceramic acetabulum, for hip implants, ceramic abutments, for dental implants and ceramics brackets, used in orthodontics. The raw materials, Al2O3 e ZrO2-3%Y2O3 were characterized as to composition and crystal structures. They were comminuted in a vibratory mill designed by Escola de Engenharia-USP/ São Carlos, for 2, 4, 6 e 10 hours. The 6-hours milling post-derived were mixed and homogenized in three ratios, 15, 30 e 45 % of zirconium in alumina for 22 hours. The dense body was conventionally shaped, by single axial pressing (50MPa), isostatic pressing (200MPa) and sintering in 1450°C for 2 hours. Due the set of mechanical characteristic, compositions 30%-zirconium and 70%-alumina was used to produce the porous body production and supported for structural applications. The porous specimen was obtained by the sponge method sintered at 1600ºC showed a compressive strength of 6,71 MPa, a value which is in the resistance in the range of cancellous bone resistance, for a porosity above 60%, interconnected pores and size compatible with those required by tissue engineering. Citotoxicity test confirmed the composite biocompatibility. Biocompatibility associated with mechanical strength and pores size allows to affirm the potential of the composite obtained in those conditions as a material to be tested for cell growth / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutora em Engenharia Mecânica