Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-30Bitstream added on 2014-06-13T18:41:44Z : No. of bitstreams: 1 pagnano_lo_dr_jabo.pdf: 626602 bytes, checksum: 91e708f2a8ad849761e7177151a3d66e (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de cicatrização de uma fração de proteína extraída do látex da seringueira em diferentes concentrações (0,01% e 0,001%) associada a diferentes biomateriais (Fibracol plusÒ e ácido hialurônico a 1%). Utilizaram-se 36 coelhos albinos da raça Nova Zelândia Branco submetidos à realização de 4 feridas em cada orelha. Dividiu-se o experimento em etapas de acordo com a análise do período pós-operatório (3º, 7º, 14º e 21º dias), sendo utilizados 9 animais para cada etapa. Na primeira etapa (3º dia de pósoperatório), os animais foram numerados aleatoriamente de 1 a 9, sendo que em 3 animais, nas orelhas esquerdas, as feridas foram tratadas com solução salina (T1) e nas orelhas direitas, as feridas foram tratadas com membrana de Fibracol plus® + FrHb1 a 0,01% (T2). Em outros 3 animais, realizaram-se os mesmos procedimentos, diferenciando os tratamentos, onde nas feridas das orelhas esquerdas o tratamento foi com Fibracol plus® (T3) e nas feridas das orelhas direitas Fibracol plus® + FrHb1 a 0,001% (T4). Nos 3 animais restantes, seguiram-se os mesmos procedimentos, inserindo nas feridas das orelhas esquerdas ácido hialurônico a 1% + FrHb1 a 0,01% (T5) e nas feridas das orelhas direitas ácido hialurônico a 1% + FrHb1 a 0,001% (T6). Os animais foram sacrificados no 3º dia de pós-operatório e as feridas foram analisadas macroscopicamente e em seguida separadas para a análise histológica. Estes procedimentos foram repetidos para as etapas de 7, 14 e 21 dias de pós-operatório. Os segmentos de tecidos com as feridas foram fixados em solução de Bouin por 24 horas, e processados rotineiramente, para inclusão em paraplast e posterior avaliação histológica e morfométrica. A morfometria foi realizada por meio do sistema... / The aim of this study was to evaluate the potential for healing of a fraction of protein extracted from the latex of rubber trees in different concentrations (0.01% and 0.001%) associated with various biomaterials (Fibracol plus®1 and hyaluronic acid to 1%). There were used 36 New Zealand White rabbits underwent achievement of 4 wounds on each ear. The experiment was divided into stages according to the analysis of the postoperative period (3, 7, 14 and 21 days), and 9 animals used for each step. In the first stage (day 3 post-surgery), animals were randomly numbered from 1 to 9, with 3 animals in the left ear, the wounds were treated with saline (T1) and the right ear, the wounds were treated with membrane of Fibracol plus® + FrHb1 to 0.01% (T2). In 3 other animals, the same procedures were held, differing treatments, where the wounds of the left ear they were treated with Fibracol plus® (T3) and the wounds of the right ears Fibracol Plus® + FrHb1 to 0.001% (T4). In the 3 remaining animals, there was followed by the same procedures, including the ears wounds hyaluronic acid at 1% + FrHb1 to 0.01% (T5) and right ears wounds of hyaluronic acid 1% + FrHb1 a 0.001% (T6). The animals were sacrificed at 3 days postoperatively and the wounds were examined macroscopically and then separated for histological analysis. These procedures were repeated on the steps of 7, 14 and 21 days postoperatively. The segments of the injured tissues were fixed in Bouin solution for 24 hours and routinely processed for inclusion in paraplastic and subsequent histologic and morphometric evaluation. The morphometry was performed using the image analyzing system (Image Pro-PLUS2) and the evaluation of healing was done by enumeration of leukocytes and fibroblasts. The data were subjected to statistical analysis (ANOVA and Tukey test at 5%)... (Complete abstract click electronic access below)

Lesões cartilagíneas apresentam grande dificuldade em cicatrizar e algumas técnicas cirúrgicas tem sido desenvolvidas, mas seus resultados são falhos ao longo do tempo. Desta forma, a aplicação da engenharia tecidual para a reconstrução de lesões de cartilagem tem despertado interesse crescente. A correta combinação entre as fontes celulares, matrizes de suporte e fatores de crescimento podem melhorar a qualidade do tecido reparado. Neste caso, as fontes celulares mais promissoras são as células-tronco, devido sua alta taxa de proliferação e capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares. As matrizes de suporte tem papel fundamental na adesão, proliferação e diferenciação celular, sendo que diversos tipos de biomateriais tem sido estudados. A quitosana é um polímero natural, biocompatível e biodegradável, que tem se mostrado interessante na utilização na engenharia tecidual. O presente estudo objetivou avaliar o hidrogel de Quitosana/Glicerol Fosfato como matriz de suporte para células-tronco de equinos. O hidrogel foi preparado adicionando-se 100 µL β-glicerol fosfato a 900 µL de quitosana diluída em meio ácido. As células-tronco de gordura, saco vitelínico e polpa dentária foram cultivadas no hidrogel de Quitosana/Glicerol Fosfato, suspendendo-se 5x105 células em 350 µL de hidrogel, ainda em estado líquido, e este material foi mantido por duas horas a 37°C, em atmosfera úmida com 5% CO2 e em seguida meio de cultivo celular foi adicionado. Foi realizada análise histológica deste material através das colorações de Hematoxilina/Eosina, Picrossírius e Tricromo de Masson. O hidrogel de Quitosana/Glicerol Fosfato apresentou comportamento bastante irregular e estrutura frágil. As células sedimentadas no hidrogel apresentaram morfologia arredondada e não houve deposição de colágeno. Observou-se redução na quantidade celular ao longo do tempo. As células cultivadas apresentaram morfologia fibroblastóide e aderência em placa de cultivo. Estas características, apesar de não exclusivas, são associadas às características de células-tronco mesenquimais. Quando cultivadas no hidrogel as células assumiram formato redondo, que alguns autores sugerem estar relacionado a uma diferenciação condrogênica. Porém, esta parece ser uma característica de células cultivadas em hidrogel, estando relacionadas à maciez e a falta adesão entre célula e matriz. Este fato pode explicar a diminuição da quantidade de células presentes no meio ao longo do experimento. Apesar de promissor o uso deste biomaterial em engenharia tecidual de cartilagem necessita de algumas melhorias, particularmente em relação à homogeneidade, força mecânica e aderência celular. Este parece ser o primeiro relato do cultivo de células-tronco mesenquimais originadas da polpa dentária na espécie equina. / Cartilage injuries have great difficulty healing and some surgical techniques have been developed, however, results fail over time. Thus, the application of tissue engineering in cartilage injuries repair has gained interest. The correct combination of cell source, scaffolds, and growth factors may improve the quality of the repaired tissue. In this case, the most promising cell sources are stem cells because of their high proliferation rate and ability to be transformed into several cell types. Scaffolds have a fundamental role in cell adhesion, proliferation, and differentiation, thus, several biomaterials have been studied. Chitosan is a natural polymer, biocompatible and biodegradable, suitable for use in tissue engineering. This study aimed at evaluating Chitosan/Glycerophosphate hydrogel as scaffold for equine stem cells. The hydrogel was prepared by adding 100 µL β-Glycerophosphate to 900 µL of chitosan diluted in acid medium. Stem cells from fat, yolk sac, and dental pulp were cultivated in Chitosan/Glycerophosphate hydrogel, suspending 5x105 cells in 350 µL of hydrogel, still in liquid form; this material was kept for two hours at 37°C in humid atmosphere with 5% CO2 and a cell cultivation medium was subsequently added. Histological analysis of this material was realized through Hematoxylin/Eosin, Picrosirius, and Masson\'s Trichrome stains. The Chitosan/Glycerophosphate hydrogel presented substantial irregular behavior and fragile structure. The cells sedimented in hydrogel presented rounded morphology and no collagen deposit. A reduction in cell quantity over time was observed. Cells cultivated in scaffold presented fibroblastoid morphology and adherance to scaffold. These characteristics, despite not being exclusive, are associated with characteristics of mesenchymal stem cells. When cultivated in hydrogel, cells assumed a round form, which some authors indicate to be related to chondrogenic differentiation. However, this seems to be a characteristic of cells cultivated in hydrogel, thus, being associated with softeness and lack of cell-matrix adhesion. This may explain the reduced quantity of cells in the medium throughout the experiment. Despite the promissing use of this biomaterial in cartilage tissue engineering, improvements related to homogeinity, mechanical strengh, and cell adhesion must be studied. This seems to be the first report on the cultivation of mesenchymal stem cells originating from equine dental pulp.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PIRAJA_Juliana_2015.pdf: 2377451 bytes, checksum: 43680057a38cc0a2429548f99564b0d8 (MD5) Previous issue date: 2015-01-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / The study of calcium phosphate coatings, in particular hydroxyapatite for applications on metal implants, has increased in order to improve the interaction between the tissue and the implant. In this work, calcium phosphate thin films were deposited by rf-sputtering and rf-magnetron sputtering techniques over Si and Ti substrates. For the films deposited by rf-sputtering the target was pressed at 2,5x103 kg and sintered at 600° C for 1 h. For the films deposited by rf-magnetron sputtering the target was pressed in the range of 1,5x103 kg to 3,5x103 kg and sintered in the range of RT (room temperature) to 750° C for 1 h. The chemical structure, composition and morphology of the coatings were evaluated using X-ray diffraction (XRD), infrared transmission (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrometry (EDS), thickness measurements and bioactivity evaluation over biologic fluid in vitro (SBF) procedures on the sample were made. The purpose of this work was evaluate the influence of the deposition parameters used in the sample prepared by rf-sputtering such as self bias voltage and substrate temperature on the structural properties and physicochemical characteristics of coatings. By the analysis of X-ray diffraction in samples prepared by rf-sputtering and rf-magnetron sputtering it was noted a significant crystallization of coatings resulting from the presence of (002) and (112) peaks and 30 nm grain size. Infra-red spectra results of the samples prepared by rf-sputtering and rf-magnetron sputtering showed one vibration frequency normally observed on hydroxyapatite samples at 1030 cm-1 and 520 cm-1. The presence of this very intense and defined bands indicated that the phosphate bands are well-ordered and similar to the hydroxyapatite s structure. EDS analysis showed that the ratio between the atomic concentration Ca/P of thin films prepared by rf-sputtering decreased with the increase of rf power. On the other hand, a ratio of 1,67 was obtained for coatings prepared by rf-magnetron sputtering. It was also observed that the maximum deposition rate occurred in samples prepared by rf-sputtering at 200°C. SEM analysis revealed the presence of hydroxyapatite grains uniformly distributed in the films prepared by both techniques. These results indicate that the films have potential for biomedical applications. / O estudo de recobrimentos de hidroxiapatita para aplicação em implantes metálicos tem aumentado com intuito de melhorar a interação entre o tecido e o implante. Filmes finos de hidroxiapatita foram depositados por rf-sputtering e rf- magnetron sputtering sobre substratos de Si e Ti. Para os filmes depositados por rf-sputtering, os alvos foram prensados em uma matriz cilíndrica de aço com uma carga de 2,5x103 kg e recozidos a uma temperatura de 600° C por 1 hora. Para a técnica de rf-magnetron sputtering os alvos foram prensados com uma carga de 1,5x103 kg até 3,5x103 kg e a temperatura de recozimento foi de RT (temperatura ambiente) até 750° C por 1 hora. A estrutura química, a composição e a morfologia dos recobrimentos foram caracterizadas por difração de raios-X (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), perfilometria, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrometria de dispersão de energia (EDS) e avaliação da bioatividade sobre fluido biológico in vitro (SBF) das amostras. Essa dissertação teve como objetivo avaliar a influência dos parâmetros de deposição utilizados na preparação das amostras por rf-sputtering tais como: voltagem de autopolarização (bias) e temperatura do substrato nas propriedades estruturais e características físico-químicas dos recobrimentos. Através das análises dos dados de difração de raios-x das amostras preparadas por rf-sputtering e rf-magnetron sputtering foi observado uma cristalização significativa dos recobrimentos resultante da presença de picos em (002) e (112) e tamanho de grão da ordem de 30 nm. O estudo da estrutura através de FTIR sobre as amostras preparadas por ambas as técnicas indica a presença de bandas de absorção referentes à hidroxiapatita em 1030 cm-1 e 520 cm-1. A presença dessas bandas intensas e bem definidas indica que os filmes possuem uma estrutura ordenada e próxima da estrutura da hidroxiapatita. A relação entre as concentrações atômicas Ca/P das amostras preparadas por rf-sputtering decresceu com o aumento da voltagem de autopolarização. Entretanto, uma razão próxima de 1,67 foi obtida para os recobrimentos preparados por rf-magnetron sputtering. Ainda foi observado que a taxa máxima de deposição das amostras preparadas por rf-sputtering foi obtida na temperatura do substrato de 200° C. As análises de MEV identificaram a presença de grãos de hidroxiapatita uniformemente distribuídos nos filmes preparados por ambas as técnicas. Esses resultados indicam que os filmes possuem potencial para aplicações biomédicas.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-03-14T16:47:07Z No. of bitstreams: 1 PGCA16MA205.pdf: 2376420 bytes, checksum: 7adb5710821c906867f36fd27eb356b4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-14T16:47:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCA16MA205.pdf: 2376420 bytes, checksum: 7adb5710821c906867f36fd27eb356b4 (MD5) Previous issue date: 2016-07-06 / PROMOP / CAPES / This study aimed to analyze and compare different combinations of biocements in relation to osteoinductive and osseocondutive potential, applied by growth guides in rabbit calvaria. We used 14 New Zealand male rabbits, with 6 months of age and average weight of 3.28 ± 0.44 kg, proved healthy through physical examination and hematologic analysis. After performing anesthesia, the animals underwent periosteal bone exposure of the calvaria and each rabbit were attached four cylindrical polyamide guides with stainless steel bolt. Of these guides, three were filled with materials in the form of biocement consisting of: hydroxyapatite 100% (HA 100%), Hydroxyapatite 95% plus Alumina 5% (HA95% + Al5%) and Hydroxyapatite 99% plus Mg 1% (HA99% + Mg1%) and one with autologous blood clot (control). The animals were randomly assigned into two groups: M60 (n = 07) and M90 (n = 07) who were euthanized at 60 and 90 days postoperativelyand the calvaria was removed and wrapped in formaldehyde for 15 days. After, the calvaria was sectioned in four squares, each containing the biomaterial or control and is maintained in buffered formaldehyde for 15 days for histological evaluations and scanning electron microscopy (SEM). Analyzing the images and histological micrographs obtained with the SEM the control samples showed no significant bone growth. The biocements formed by HA100% and HA99% + Mg1% proved promising, leading to an important exoskeletal bone growth (osteoinduction), since the base and the apex of the samples (osseoconduction) and showed no rejection indicated by small amount of fibrous tissue and inflammatory cells. Samples containing HA99% + Mg1% provided greater bone growth at an early stage as compared those containing HA100%. Samples composed of hydroxyapatite 95% + Alumina 5% did not obtain satisfactory results, leading to tiny bone formation and showing signs of rejection. Based on these, the biociment composed of HA100% and the composite formed by HA99% and Mg1% are promising and likely to be used as bone neocresciment promoters / O presente estudo objetivou analisar e comparar diferentes combinações de biocimentos em relação ao seu potencial osseoindutivo e osseocondutivo, quando plicados através de guias de crescimento na calvária de coelhos. Foram utilizados 14 coelhos da raça Nova Zelândia, machos, com 6 meses de idade e peso médio de 3,28 ± 0,44 kg, comprovadamente hígidos através de exame físico e análise hematológica. Após realização de anestesia e em adequado plano cirúrgico, os animais foram submetidos à exposição óssea periosteal da região da calvária, onde, em cada coelho, foram fixados com parafuso de aço inoxidável, quatro guias cilíndricas de poliamida. Destas guias, três foram preenchidas com materiais na forma de biocimento, compostos por: Hidroxiapatita a 100% (HA 100%), Hidroxiapatita 95% + Alumina 5% (HA95% + Al5%) e Hidroxiapatita 99% + Magnésio 1% (HA99% + Mg1%) e uma com coágulo sanguíneo autólogo (controle). Os animais foram distribuídos aleatoriamente em dois grupos: M60 (n=07) e M90 (n=07), que foram eutanasiados com 60 e 90 dias de pós-operatório, respectivamente, sendo a calvária removida e acondicionada em formaldeído por 15 dias. Após, a calvária foi seccionada na forma de quatro quadrados, cada qual contendo o biomaterial ou o controle, sendo mantidos em formaldeído tamponado por mais 15 dias e então encaminhados para avaliações histológicas e para a realização de microscopia eletrônica por varredura (MEV). Analisando as imagens histológicas e as micrografias obtidas com a MEV, observou-se que as amostras controle não apresentaram crescimento ósseo expressivo. Os biocimentos formados por HA100% e HA99% + Mg1% se mostraram bastante promissores, levando a um importante crescimento ósseo exoesqueletal (osseoindução), desde a base quanto ao ápice das amostras (osseocondução) e apresentaram ausência de rejeição, indicada pela pequena quantidade de tecido fibroso e células inflamatórias. As amostras contendo HA99% + Mg1% proporcionaram maior crescimento ósseo em uma fase inicial quanto comparada as que continham HA100%. As amostras compostas por hidroxiapatita 95% + Alumina 5% não obtiveram resultados satisfatórios, levando à ínfima neoformação óssea e apresentando sinais de rejeição. Frente ao exposto, o biocimento composto por HA 100% e o compósito formado por HA99% e Mg1% são promissores e passíveis de serem utilizados como promotores de neocrescimento ósseo

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:47:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 712569 bytes, checksum: 176bd709d313a7cc751804d9f3037a21 (MD5) Previous issue date: 2013-04-12 / Bone loss is a problem, both in medicine and in veterinary medicine, which has led to researchers in the search for biomaterials to promote bone regeneration. This study aimed to evaluate the biocompatibility, osseointegration and biodegradation of the composites of hydroxyapatite (HA), polycaprolactone (PCL) and alendronate (ALO) and the polymer polycaprolactone (PCL) in circular bone defects of 5 mm diameter made in the right olecranon of rabbits. The study included 36 New Zealand rabbits that were randomly divided into four groups of equal numbers. The composites were manufactured with different proportions, composite one was composed by 49.5% hydroxyapatite, 49.5% polycaprolactone, 1% alendronate ( PCL + HA + ALO), and composite two was composed by 50% hydroxyapatite, 50% polycaprolactone (PCL + HA) and polymer polycaprolactone (PCL group). Each group received a composition above and one group received no treatment and was used as control. The evaluation was made by clinical examination on days 2, 4 and 8 after surgery and Iameness, pain, infection and dehiscence parameters were evaluated. To assess edema the circumference of the member was measured on days 1, 2, 4 and 8 post-operatively. Radiographs were taken before, immediately after surgery and the day of euthanasia. The dates 8, 45 and 90 postoperative were evaluated, with three animals per group for each date. In the last three dates olecranon was collected for histologic and morphometric analysis. There was no difference in the Iameness, pain, infection and dehiscence parameters between groups. In clinical analysis, differences were observed between the variable edema of the Iimb circumference values on day 1 and 8 in all groups. The X- Rays shown similar radiopaticy 8 days after surgery at the in the PCL+HA+ALO e PCL+HA and a smaller one at the groups PCL e .45 after surgery the groups PCL+HA+ALO e PCL+HA Showed a high percent of similar radiopacity 90 days after surgery the radiopaticy showed was 100% for PCL+HA+ALO, PCL+HA e PCL groups and 83.3% for control group. Histologically, the control group showed edges of the defect easily identifiable beginning of trabecular bone formation, this organized bone, followed by a large number of trabecular bone, the group PCL, after eight days, trabecular bone formation in the vicinity of the defect, since the groups PCL + + ALO HA and PCL + HA formation was observed both in the center and the periphery of the defect. The biomaterials used has direct contact with the tissue proving biocompatibility and also it might occour a bone formation as biomaterials have been degraded, since it was within the bone defect. / A perda óssea, tanto na Medicina quanto na Veterinária, é um problema, que tem levado pesquisadores à procura de biomateriais, para favorecer a regeneração óssea. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a biocompatibilidade, a osseointegração e a biodegradação de compósitos de hidroxiapatita (HA), policaprolactona (PCL) e alendronato (ALO) e o polímero policaprolactona (PCL) em defeitos ósseos circulares de 5 mm de diâmetro realizados no olecrano direito de coelhos. Foram utilizados 36 coelhos da raça Nova Zelândia, distribuídos aleatoriamente em quatro grupos, de igual número. Os compósitos foram fabricados com diferentes proporções, sendo que o compósito um foi composto por 49,5% de hidroxiapatita, 49,5% de policaprolactona e 1% de alendronato (grupo PCL+HA+ALO) e o compósito dois foi de 50% de hidroxiapatita e 50% de policaprolactona (grupo PCL+HA). Um grupo recebeu o compósito um, outro recebeu o compósito dois, um terceiro grupo foi tratado apenas com o polímero de policaprolactona (grupo PCL) e um grupo não recebeu tratamento, sendo utilizado como controle. A avaliação foi feita por meio de analise clínica nos dias 2, 4 e 8 pós-cirurgia onde foram avaliados os parâmetros claudicação, sensibilidade dolorosa, deiscência e infecção. Para avaliar edema, foi medida a circunferência do membro nos dias 1, 2, 4 e 8 pós-operatórios. Foram feitas radiografias antes, imediatamente após a cirurgia e no dia da coleta de material para exame histopatológico e histomorfométrico, nas datas 8, 45 e 90 pós-operatórias, com três animais por grupo para cada data. Não houve diferença para os parâmetros claudicação, dor, infeção e deiscência entre os grupos. Na analise clinica foi observada diferença na variavel edema entre o dia 1 e 8 em todos os grupos. Radiograficamente, no lugar do defeito foi observado aos 8 dias nos grupos PCL+HA+ALO e PCL+HA pontos de radiopacidade semelhante a do osso adjacente e nos grupos PCL e controle radiopacidade menor a do osso adjacente. Aos 45 dias os grupos PCL+HA+ALO e PCL+HA apresentaram melhor resultado por terem maior porcentagem de quadrantes com pontos de radiopacidade semelhante a do osso adjacente e bordas de difícil delimitação em comparação aos grupos PCL e controle. Aos 90 dias, a radiopacidade foi observada em 100% dos quadrantes para os grupos PCL+HA+ALO, PCL+HA e PCL e só em 83.3% para o grupo controle. Histologicamente, observou-se que os animais do grupo controle apresentaram as bordas do defeito facilmente identificãveis, com início de formação de osso trabecular partindo dele, osso esse organizado, seguido por um grande número de trabéculas ósseas, o grupo PCL, aos oito dias, formação de osso trabecular na periferia do defeito, jã nos grupos PCL+HA+ALO e PCL+HA a formação foi observada tanto no centro quanto na periferia do defeito. Os biomateriais que compuseram os grupos PCL+HA+ALO e PCL+HA demostraram contato direto com o tecido ósseo aos 45 e 90 dias. Concluiu-se que os compósitos PCL+HA+ALO, PCL+HA e o polímero PCL são biocompatíveis. Acredita-se que ocorreu neoformação óssea à medida que os biomateriais foram degradados, uma vez que houve crescimento ósseo dentro do defeito, onde anteriormente era preenchido por biomaterial. Alem dos compósitos PCL+HA+ALO e PCL+HA demonstrarem integração ao tecido ósseo.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo_Abstract.pdf: 35434 bytes, checksum: 4a34b93b68ea9438424d2b7000f35123 (MD5) Previous issue date: 2005-11-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Bone defects arise from many causes including traumas, infections, tumors and congenital deformations. They are the main problems in orthodontic and orthopedic surgical clinics. In the last few years it was verified that porous ceramics are more and more used in medical applications such as substitution and regeneration of bone tissues, mainly the ceramic formed by Ca/P composition (calcium phosphates). These ceramic are broadly used in biomedical applications due to their mineralogical characteristics, which are similar to the biological apatite (bones of human skeleton), and also because they have an excellent biocompatibility. The aim of this work was focused on the optimization of the elaboration process by aqueous suspension and on the characterization of biomaterials composed of calcium phosphate and composites (calcium phosphate plus alumina). The purpose was to improve the mechanical properties of the calcium phosphate by incorporation of 5%, 10%, 20% and 30% in volume of micrometrics particles of sol-gel Al2O3-a, preserving its biocompatibility. The characterization was performed through morphological, microestrutural, physical, chemistry, and mechanical investigations, as well as by biocompatibility and thermal behavior. The results showed that the bioceramic powders obtained from calcination at 900ºC are formed by small agglomerated particles, in the size bellow 200 nm, for the calcium phosphate, and for the composite powders it was observed debris of sol-gel alumina particles dispersed inside the powders of the calcium phosphate. Evidences from X-ray diffraction showed that the powders, after calcination, are constituted of hydroxyapatite and calcium oxide for calcium phosphate, and for the composites it was found the same phases plus sol-gel alumina. On the biomaterials obtained by thermal treatment of the powders at 1300ºC and sintered at 1300ºC/2 hours, the present phases are hydroxyapatite and calcium oxide for calcium phosphate, and calcium aluminate oxide and tricalcium aluminate for the composites. Higher mechanical strength were observed on calcium phosphate containing 5 and 10% of sol-gel alumina. Complementally "in vitro" study of citotoxity enhanced the biocompatibility of the materials where the best results were obtained on the composite containing 20% of sol-gel alumina. / Os defeitos ósseos são resultados apresentados por diferentes causas incluindo traumas, infecções, tumores e deformações congênitas. Estes são os principais problemas nas clínicas cirúrgicas ortopédicas e odontológicas. No decorrer dos últimos anos, constatou-se que as cerâmicas microporosas destacam-se em aplicações de substituição e regeneração de tecidos ósseos, principalmente as cerâmicas formadas pela composição Ca/P, os fosfatos de cálcio. Estas cerâmicas vêm tomando um espaço importante em aplicações biomédicas, em razão de suas características mineralógicas semelhantes às apatitas da estrutura óssea do esqueleto humano, e também por apresentarem boa biocompatíbilidade. O objetivo deste trabalho concentrou-se na otimização do método de elaboração via úmida e caracterização de biomateriais fosfato de cálcio e compósitos. Tendo como interesse melhorar as propriedades mecânicas da matriz fosfato de cálcio, pela incorporação de partículas micrométricas de Al2O3-&#945; sol-gel nas concentrações de 5%, 10%, 20% e 30% em volume e preservar as características de biocompatíbilidade destes biomateriais. Os estudos de caracterização foram realizados em nível morfológico, microestrutural, física, química, das propriedades mecânicas, do comportamento térmico e da biocompatíbilidade. Os resultados destes estudos, mostraram que, os pós biocerâmicos obtidos a partir da calcinação a 900ºC, são formados por finas partículas aglomeradas, apresentando tamanho (d < 200nm) para a matriz fosfato de cálcio, já para os pós compósitos, constatou-se a presença dos fragmentos de alumina-a&#61472; sol-gel,&#61472; dispersos dentro do pó da matriz. Os resultados obtidos pela técnica de difractometria de Raios X para os pós obtidos da calcinação, mostraram em seus espectros a presença da fase hidroxiapatita e óxido de cálcio para a matriz e para os compósitos, mais a presença da alumina-a sol-gel. Para os pós biocerâmicos obtidos do tratamento térmico a 1300ºC e biomateriais sinterizados a 1300ºC/2 horas, apresentaram em seus espectros as fases de hidroxiapatita, óxido de cálcio para a matriz e óxido aluminato de cálcio e aluminato tricálcico para os compósitos. Os ensaios mecânicos mostram claramente maior valor da tensão de ruptura flexão três pontos, para os compósitos fosfato de cálcio/5% e 10% de Al2O3-a sol-gel em volume em suas composições. O estudo complementar de citotoxidade in vitro , colocou em evidência a biocompatíbilidade das diferentes composições, observando melhor resultado para o pó compósito com 20% em volume de Al2O3-a sol-gel.

Despite the successful clinical application of titanium (Ti) as a biomaterial, the exact cellular and molecular mechanisms responsible for Ti osseointegration remain unclear. Indeed, specific knowledge still lacks on what elements are present at biomaterial/host interface and how these factors can trigger inflammatory pathways involved in the subsequent osseointegration process. In this context, we hypothesize that the surgical trauma inherent to the biomaterial grafting results in the release of DAMPs (damage-associated molecular patterns), endogenous proteins that act as triggers of immune inflammatory response upon cellular/tissue stress and/or damage. HMGB1 comprises the prototypic DAMP, which triggers host response via its cognate receptor RAGE, present at leucocytes and somatic cells surfaces. In this context, the aim of this thesis is to study the influence of DAMPs on the biomaterial/host interface and its role in mediating a constructive inflammatory process along tissue repair and osseointegration outcome. Methods and Results: In the article 1, we first characterized an oral osseointegration model in C57Bl/6 mice. This model of oral osseointegration was performed by using Ti screws (6AL-4V, Ø0.6mm, length of 1.5 mm) implanted in the edentulous alveolar crest of mice maxilla. The peri-implant sites were evaluated by microCT, as well histological and molecular assessments. In the article 2, we confirm the presence of DAMPs (HMGB1, HSP60, HSP70, S100A, Byglican, and Fibronectin) at Ti/host interface, analyzing Ti discs (6AL-4V, Ø6mm, 2mm of thick) implanted in the subcutaneous tissue of C57Bl/6 mice. Subsequently, the impact of HMGB1 and RAGE on the tissue repair around Ti discs was investigated by using HMGB1 (GZA 200mg/Kg) or RAGE (RAP, 4m/Kg/day) pharmacological inhibitors. The HMGB1/RAGE axis actively influences the inflammatory response post biomaterial implantation and the blocking of both molecules can negatively affect the subcutaneous tissue repair surrounding Ti disc in mice. In the article 3, Ti screws were implanted in the maxillary edentulous alveolar crest of C57Bl/6 mice, treated or untreated with GZA and RAP and the osseointegration process was evaluated by microscopic and molecular analysis (such as characterized in the article 1). The failure of osseointegration process was observed in mice treated with RAP or GZA, which present a disruption of the inflammatory process followed by foreign body reaction. In conclusion, HMGB1 and RAGE actively influence the tissue repair and osseointegration process in response to Ti-devices grafting, influencing the genesis and regulation of inflammatory immune response, which include the modulation of macrophages polarization state, MSC migration and differentiation in bone cells and consequent bone deposition. / Apesar do sucesso clínico do Titânio (Ti) como biomaterial, os exatos mecanismos celulares e moleculares que levam à sua osseointegração permanecem incertos. De fato, ainda há uma lacuna de conhecimento sobre quais elementos estão presentes na interface hospedeiro/biomaterial e como esses fatores poder deflagrar as vias inflamatórias envolvidas no subseqüente processo de osseointegração. Neste contexto, sugere-se que o trauma cirúrgico inerente à implantação do biomaterial resulta na liberação de DAMPs (do inglês damage-associated molecular patterns), os quais são proteínas endógenas que agem como ativadoras da resposta imune/inflamatória sob um estresse ou dano celular e tecidual. HMGB1 constitui um DAMP prototípico, o qual ativa a resposta do hospedeiro via seu receptor cognato RAGE, que por sua vez está presente na superfície de leucócitos e células somáticas. Neste contexto, o objetivo da presente tese é estudar a influencia de DAMPs na interface hospedeiro/biomaterial e seu papel na modulação de um processo inflamatório construtivo ao longo do reparo tecidual e da osseointegração. Material e Métodos: No artigo 1, caracterizou-se um modelo de osseointegração oral em camundongos C57Bl/6 . Tal modelo foi desenvolvido utilizando parafusos de Ti (6AL-4V, Ø0,6mm, 1.5 de comprimento) implantados no rebordo alveolar edentulo da maxila de camundongos, cujos tecidos peri-implatares foram avaliados por meio de microCT, bem como análises histológicas e moleculares. No artigo 2, inicialmente confirmou-se a presença de DAMPs (HMGB1, HSP60, HSP70, S100A, Biglicana e Fibronectina) na interface Ti/hospedeiro, analisando amostras com discos de Ti (6AL-4V, Ø6mm x 2mm de espessura) implantados no tecido subcutâneo de camundongos C57Bl/6. Posteriormente, o impacto de HMGB1 e RAGE no reparo tecidual ao redor dos discos de Ti foi analisado por meio de uso de inibidores farmacológicos de HMGB1 (GZA 200mg/Kg/dia) e RAGE (RAP, 4m/Kg/dia). O eixo HMGB1/RAGE influencia ativamente a resposta inflamatória pós implantação do biomaterial, e o bloqueio de ambas as moléculas pode afetar negativamente o reparo tecidual subcutâneo ao redor de discos de Ti em camundongos. No artigo 3, parafuso de Ti foram implantados no rebordo edentulo da maxila de camundongos C57Bl/6, tratados e não tratados com GZA e RAP; e o processo de osseointegração foi avaliado por meio de análises microscópicas e moleculares (tal como caracterizado no artigo 1). A falha da osseointegração foi observada em camundongos tratados com RAP ou GZA, os quais apresentaram alterações importantes no processo inflamatório seguidas por uma reação de corpo estranho nos perídos mais tardios. Em suma, conclui-se que HMGB1 e RAGE influenciam ativamente o processo de reparo tecidual e de osseointegração frente à implantação de dispositivos de Ti, influenciando a geração e a regulação da resposta imune inflamatória, a qual inclui a modulação da polarização de macrófagos, a migração de MSCs e a diferenciação de células ósseas para subsequente deposição óssea.

Matrizes extracelulares descelularizadas (dMEC) têm sido utilizadas com sucesso como biomateriais biológicos para regeneração tecidual, já que apresentam vantagens como semelhança estrutural com os tecidos naturais, biocompatibilidade , biodegradabilidade, capacidade de sinalização e homeostase tecidual. O primeiro objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia de quatro protocolos para descelularização de músculo esquelético murino, objetivando a produção de matrizes extracelulares (MEC) acelulares para potenciais aplicações na engenharia de tecidos. Músculos tibiais foram coletados e congelados a -20°C ou armazenados a temperatura ambiente, seguido por descelularização em soluções contendo reagentes químicos EDTA + Tris, SDS e Triton X-100, os quais foram aplicados em diferentes sequências e analisados de acordo com modificações macroscópicas causadas nos tecidos, remoção de conteúdo celular e genético das matrizes e na capacidade de preservar a composição protéica e estrutura tridimensional da MEC. Observou-se a otimização da remoção de conteúdo celular, além da preservação da ultraestrutura e composição da MEC nos protocolos com congelação prévia a -20°C e descelularização inicial com a solução SDS, quando comparado àqueles que iniciaram com EDTA + Tris. O segundo objetivo deste trabalho foi comparar a biocompatibilidade da dMEC de músculo murino e placenta canina em modelo murino de injúria muscular. As dMEC foram produzidas a partir da placenta canina (1% SDS, 5 mM EDTA + 0,05% Tripsina, 1% Triton X-100) e do músculo esquelético tibial de ratos Wistar (Congelação a -20°C, 1% SDS, 5 mM EDTA + 50mM Tris, 1% Triton X-100). A lesão muscular foi realizada a partir de uma incisão de 1cm e divulsão na região média do músculo tibial; então, as dMEC foram implantadas. Um grupo cirúrgico, sem o implante, foi usado como um controle. Os animais foram eutanasiados depois de 3, 15 e 45 dias. Análise histológica e imunohistoquímica foram realizadas para avaliar a morfologia tecidual e a presença de infiltrado inflamatório e células em proliferação (CD163 e PCNA). No 3° dia após a implantação, uma intensa reação inflamatória (CD163+) e proliferação celular (PCNA+) foram observadas, adjacentes ao biomaterial, em ambas as matrizes. No 15° dia, o biomaterial de MEC placentária ainda preservou o infiltrado celular (CD163+ e PCNA+) e iniciou o processo de absorção do biomaterial, enquanto que a dMEC do músculo já estava completamente absorvida. Finalmente, depois dos 45 dias, ambos os biomateriais foram absorvidos e o músculo estava completamente cicatrizado, sem fibrose. Conclui-se que congelar as amostras a -20°C anteriormente ao processamento e submeter à incubação inicial em solução de 1% SDS (Protocolo 2B) favoreceu a descelularização de músculo esquelético murino. Além disso, dMEC xenogênicas e alogênicas foram reabsorvidas e apresentaram processos de integração distintos em modelo não-crítico de lesão muscular esquelética, sugerindo que eventuais alterações sistêmicas, observadas a longo prazo, sejam avaliadas, bem como, a validação da utilização destas matrizes em modelos de perda muscular volumétrica. / Decelularized extracellular matrices (dECM) have been successfully used as biological biomaterials for tissue engineering, since they present advantages such as structural similarity with natural tissues, biocompatibility, biodegradability, signaling capacity and tissue homeostasis. The first aim of this study was to evaluate the efficacy of four protocols for the decellularization of murine skeletal muscle for the production of acellular extracellular matrices (ECM) for potential applications in tissue engineering. Tibial muscle was frozen at -20°C or stored at room temperature, followed by decellularization in solutions containing EDTA + Tris, SDS and Triton X- 100 chemical reagents, which were applied in different sequences and analyzed according to macroscopic modifications , removal of cellular and genetic content and the ability to preserve the ECM composition and three-dimensional structure. Thus, the optimization of cellular removal was observed, as well as the preservation of the ECM ultrastructure and composition in the protocols with freezing at -20°C and initial decellularization with the SDS solution, when compared to those starting with EDTA + Tris. The second aim of this study was to compare the biocompatibility of the dECM of murine muscle and canine placenta in murine model of muscle injury. Decellularized ECM were produced from the canine placenta (1% SDS, 5 mM EDTA + 0.05% Trypsin, 1% Triton X-100) and the tibial muscle of Wistar rats (freezing at - 20°C, 1% SDS , 5 mM EDTA + 50 mM Tris, 1% Triton X-100). The muscle injury was performed followed a 1 cm incision and divulsion in the middle region of the tibial muscle, where the dECM were implanted. A surgical group, without the implant, was used as a control. The animals were euthanized after 3, 15 and 45 days. Histological and immunohistochemistry analyses were performed to evaluate the tissue morphology and the presence of inflammatory infiltrate and cells in proliferation (CD163 and PCNA). On the 3rd day after implantation, an intense inflammatory reaction (CD163+) and cell proliferation (PCNA+) were observed, adjacent to the biomaterial, in both matrices. On 15th day, the placenta biomaterial still preserved the cellular infiltrate (CD163+ and PCNA+) and started the biomaterial absorption process, while the muscle biomaterial was already fully absorbed. Finally, after 45th day, both biomaterials were absorbed and the muscle was completely healed, without fibrosis. It was concluded that freezing samples at -20°C prior to processing and subjecting to the initial incubation in 1% SDS solution (Protocol 2B) favored the decellularization of murine skeletal muscle. In addition, xenogeneic and allogeneic dECM were resorbed and presented a distinct integration process in a non-critical model of skeletal muscle, suggesting that potential systemic changes, observed in the long term evaluation, as well as the validation of the use of these matrices in volumetric muscle loss models must be tested.

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O ser humano locomove-se utilizando-se do complexo sistema neuro-músculo-esquelético, o que lhe confere qualidade de vida. Partes do sistema esquelético são passíveis de tratamento ou mesmo de substituição pelo emprego de materiais estranhos ao corpo humano mas que provocam pequena reação biológica e necessitam ser dimensionados de modo a suportar toda tensão resultante do movimento humano. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma máquina de ensaio cíclico para testes biomecânicos, de implantes utilizados nas cirurgias de reconstrução ósteo-articular, utilizando tecnologia nacional. A máquina possui um sistema de acionamento por meio de um motor trifásico de 2 HP, 1800 rpm; um sistema de transmissão de cargas cíclicas utilizando um eixo excêntrico, que aciona um pistão, que promove o movimento de duas alavancas que transmitem a carga para os componentes a serem ensaiados. Há um inversor de freqüência para controle do número de ciclos do motor, um reservatório de soro fisiológico com um sistema que mantém o soro aquecido entre 36 e 38 ºC, e uma bomba hidráulica submersa que mantém o soro em constante movimentação. Foi feito um teste cíclico de fadiga de componente femoral de artroplastia de quadril, com torção, seguindo determinações das normas ISO 7206/89, parte 4 e ASTM F 1612/95, e utilizada para o teste a Prótese Femoral Cimentada Modelo Alpha ® da empresa Baumer ®, haste polida de 150 mm e off-set de 37,5 mm. Também foi feito um ensaio para verificação de trincas seguindo determinações da Norma ABNT NBR ISO 9583/1997. Durante as 139 horas previstas para o teste de fadiga do componente femoral, a máquina de ensaio não apresentou problemas mecânicos, demonstrando eficiência e o êxito na confecção de uma máquina de ensaios cíclicos para testes biomecânicos / The human being locomotes using the complex neuro-muscle-skeletal system, what confers him life quality. Parts of the skeletal system can submit to treatment or even to the substitution for the employment of strange materials to the human body but that provoke small biological reaction and they need to be projected in way to support every resulting tension of the human movement. The objective of this work was to develop a machine of cyclic trial for biomechanical tests using national technology. The machine has an activation system by means of a triphasic motor of 2 HP, 1800 rpm; a system of transmission of cyclic loads using an eccentric axis, that activates a piston, that promotes the movement of two levers that transmit the load for the components at be tested. There is a frequency inverter for control of the number of cycles of the motor, a reservoir of physiologic serum with a system that maintains the serum heated up to 36-38 ºC, and a submerged hydraulic bomb that maintains the serum in constant movement. It was made a cyclic test of fatigue of femoral component of hip arthroplasty, with torsion, following determinations of the norms ISO 7206/89, part 4 and ASTM F 1612/95, and used for the test the Prosthesis Femoral Cemented Model Alpha ® of the company Baumer ®, polished stem of 150 mm and off-set of 37,5 mm. It was also made a trial for verification of cracks following determinations of the norm ABNT NBR ISO 9583/1997. During the 139 hours foreseen for the test of fatigue of the femoral component, the trial machine didn’t present mechanical problems, demonstrating efficiency and the success in the production of a machine of cyclic trials for biomechanical tests