Orientadores: Selma Candelaria Genari, Arnaldo Rodrigues dos Santos Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-07T07:23:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cunha_MarceloRodriguesda_D.pdf: 5098178 bytes, checksum: b94b973afe0b096e483ba907231c9237 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Recentemente, existe um interesse no desenvolvimento de biomateriais que possam ser utilizados na substituição do tecido ósseo ou que atuem como indutores na reparação em caso de fraturas ou defeitos ósseos. Os biomateriais constituídos de elementos de matriz extracelular tridimensionais (MECa) compostas de colágeno/elastina apresentam a vantagem de poder sofrer alterações nas suas propriedades por modificações químicas do colágeno, resultando em matrizes carregadas positivo ou negativamente. Tais modificações podem melhorar as propriedades mecânicas e fisiológicas da MECa. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade das MECa de colágeno nativo e polianiônica no processo de reparação de defeitos produzidos no fêmur de ratas ovariectomizadas. Foram realizados defeitos na porção do côndilo femoral de ratas normais e ovariectomizadas. Foi feita a análise das características morfológicas, físicas e mecânicas do osso formado na região. A análise do material demonstrou ausência de alterações patológicas nas áreas implantadas, sugerindo que o material usado é biocompatível. A análise microscópica revelou que a área que recebeu a membrana de colágeno nativa teve menor quantidade de osso neoformado. Nos animais ovariectomizados que receberam membranas polianiônicas, observou-se um atraso no processo da regeneração na falha óssea, principalmente naqueles que não foram submetidos à reposição hormonal. A densidade e percentual mineral foi menor nos animais ovariectomizados e a resistência mecânica foi maior nas áreas que receberam membrana polianiônica 96 (PMC96). Conclui-se que nos casos de osteoporose por deficiência hormonal, a melhor membrana a ser utilizada num reparo ósseo é a polianiônica 96, pois proporciona crescimento ósseo mais rápido e de boa qualidade mecânica / Abstract: There has been recent interest in the development of biomaterials that can be used as replacement of bone tissue or that act as inducer of the healing process in the case of bone fractures or defects. Biomaterials consisting of three-dimensional extracellular matrix elements (aECM) composed of collagen/elastin have the advantage that their properties can be altered by introducing chemical modifications to the collagen that result in positively or negatively charged matrices. These modifications may improve the mechanical and physiological properties of aECM. The objective of the present study was to evaluate the effect of aECM consisting of native and polyanionic collagen on the healing process of defects created in the femur of ovariectomized rats. Defects were created in the femoral condyle of intacts and ovariectomized rats and the morphological, physical and mechanical characteristics of the bone formed in the region were analyzed. The results showed the absence of pathological alterations on implanted areas, suggesting that the implants were biocompatible. Microscopic analysis verified that areas that received native membrane had less quantity of neoformed bone. In ovariectomized animals that received anionic membranes, we observed a delay in bone regeneration, mainly in animals that did not receive hormonal replacement. The density and mineral matter percentage was smaller in ovariectomized animals and the a mechanical resistance was greater in the area receiving the 96 polyanionic membrane (PMC96). Thus, we conclude that in cases of osteoporosis due to hormone deficiency, the 96 polyanionic membrane possibly is the best to be used for bone repair since it provides faster bone growth, as well as good mechanical resistance / Doutorado / Anatomia / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:49:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 10379.pdf: 6960966 bytes, checksum: 551bd7add97437f32229a03a04e0ebba (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Intituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares, IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-08-07T13:57:03Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-08-07T13:57:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O interesse crescente no desenvolvimento de biomateriais com superfície porosa para aplicações dentárias decorre do suporte propicio ao crescimento do tecido ósseo, aumentando a adesão entre o tecido e material, favorecendo a osteointegração. O titânio pode ser considerado um ótimo material para implantes dentários, pela sua excelente biocompatibilidade, elevada resistência à corrosão e combinação de alta resistência com baixa densidade. Contudo, a alta reatividade do metal no estado líquido acaba dificultando a fabricação de implantes por fundição, sendo a metalurgia do pó composta por técnicas que permitem a obtenção de peças em temperaturas menores de processamento (estado sólido) e com módulo elástico próximo ao do tecido ósseo. O objetivo deste trabalho foi avaliar amostras porosas obtidas pela Metalurgia do Pó (MP) convencional. Inicialmente o pó de titânio comercialmente puro (Ti-cp) obtido pelo processo de hidretação-dehidretação (HDH), foi compactado em matriz uniaxial e sinterizado a vácuo em duas temperaturas,1100 e 1150°C/1h. As amostras sinterizadas foram caracterizadas quanto à densidade, porosidade, microestrutura ( microscopia óptica - MO e microscopia eletrônica de varredura - MEV), fases cristalinas (difração de raios - X - DRX), propriedades mecânicas (microdureza e ensaio de flexão em três pontos), comportamento eletroquímico (potencial de circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica e polarização anódica) e o ensaio de imersão foram empregados nas amostras obtidas por (MP) e no titânio fundido. Os resultados indicaram morfologia angular, distribuição granulométrica com média de 45 μm, além de densidade aparente e escoabilidade baixas. Foram obtidas amostras com porosidade de aproximadamente 33% e poros interligados dentro de uma faixa de tamanho de 110 140 μm. As análises por MEV e DRX das amostras sinterizadas indicaram a presença de fase α e poros. As amostras sinterizadas a 1150°C revelaram melhor comportamento mecânico em relação as amsotras sinterizadas a 1100°C. As análises eletroquímicas indicaram a elevada resistência a corrosão do titânio fundido, seguida pela amostra sinterizada 1100°C e finalmente das sinterizadas a 1150°C, quando imersas em solução da saliva artificial. O EDS foi executado para verificar a deposição de elementos na superfície. Testes de citotoxicidade demonstraram que o pó e as amostras sinterizadas não apresentaram qualquer efeito tóxico em culturas celulares. As amostras sinterizadas à 1100°C possuiam grau de porosidade e tamanho de poros que favoreceram o crescimento do tecido ósseo, além do módulo de elasticidade próximo ao tecido ósseo e foram mais resistentes a corrosão na solução simuladora. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Orientador: Renato Mazzonetto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-13T00:13:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ChavesNetto_HenriqueDuquedeMiranda_M.pdf: 50043298 bytes, checksum: 5e69f8521d79914d88a950613cc0569c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Os procedimentos cirúrgicos envolvendo a reabilitação da região maxilofacial freqüentemente requerem o uso de enxertos ósseos para a reconstrução de deformidades congênitas ou adquiridas, assim como para correções esqueléticas com finalidade estética. Com o objetivo de evitar a abordagem de áreas doadoras para obtenção de enxerto ósseo, os substitutos ósseos foram desenvolvidos. Visando minimizar a dificuldade de adaptação dos substitutos ósseos na área doadora, os veículos para inserção destes vêm sendo estudados. Para o presente estudo, foram utilizados 8 cães, machos, sem distinção de raça, provenientes do biotério da Unicamp. Após tricotomia e anti-sepsia com polivinilpirrolidona iodo a 10% foram realizados 4 defeitos bicorticais de 8mm de diâmetro na calota craniana de cada animal. O preenchimento das cavidades se deu do seguinte modo: Grupo I - coágulo sangüíneo, Grupo II - osso autógeno particulado, Grupo III - matriz óssea bovina anorgânica, Grupo IV - matriz óssea bovina anorgânica associada a carboxi-metilcelulose. Os períodos de sacrifício foram de 3 e 6 semanas. Através de análise descritiva radiológica e histológica, observou-se no período de 3 semanas a presença de tecido conjuntivo, vasos sangüíneos, material utilizado para preenchimento, assim como as bordas nítidas em todos defeitos. O Grupo II foi o único a apresentar regiões de aposição de novo tecido ósseo. No período de 6 semanas observou-se a presença de tecido conjuntivo, vasos sangüíneos e material utilizado para preenchimento em todos defeitos. O Grupo II foi o único que apresentou as partículas de osso autógeno utilizadas para o preenchimento em estágio de reabsorção avançado sendo também o único a não apresentar as bordas entre o defeito e osso pré-existente nítidas, no período de 6 semanas. Desta forma observou-se que, apesar do enxerto de osso autógeno apresentar melhores resultados em termos de reparação óssea, a matriz óssea bovina anorgânica demonstrou ser biocompatível, servindo como osteocondutor, assim como que o carreador carboxi-metil-celulose influênciou de maneira negativa o processo de reparação óssea. / Abstract: Surgical procedures involving maxillofacial region frequently require bone grafting to reconstruct the congenital or acquired defects, as well to aesthetic. Meaning to avoid the donate areas to obtain grafts, the biomaterials have been developed, especially to minimize the hardiness adaptation of them. This way, several vehicles to insert of these bone substitutes are been studied. To perform the present studied were used 8 dogs, males, without pedigree, from the Unicamp vivarium. After trichotomy and antisepsis with PVPI 10% were performed 4 bicortical defects having 8mm of diameter on the calvarium of each animal. The cavities were filled up thru the following way: Group I - Blood clot, Group II - particulate autogenous bone graft, Group III - anorganic bovine bone matrix, Group IV - anorganic bovine bone matrix associated with a carboxi-metil-celulosis. The sacrifice periods were 3 and 6 weeks. Thru the descriptive radiologic and histological analysis, it was observed on 3 weeks period, presence of connective tissue, blood vessels, material used for fulfillment, as well as periphery of the defects well delimited. The Group II was the only one that presented new bone aposition. On the 6 weeks sacrifice period, it was noted the presence of connective tissue, blood vessels, material used for fulfillment in all defects. The Group II was the only one that showed advanced resorption stage of the bone grafts particles used for fulfillment being, also the only one that showed periphery of the defects without limit, on the 6 weeks period. The present work demonstrated that, despite the autogenous bone grafts lead to the best result in terms of bone defect repair, the anorganic bovine bone matrix demonstrated to be biocompatible, being osteoconductible, as well the carrier carboximetil- celulosis interfered negatively on the bone repair process. / Mestrado / Cirurgia e Traumatologia Buco-Maxilo-Faciais / Mestre em Clínica Odontológica

Orientador: Marisa Masumi Beppu / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T01:55:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_MarianaAgostinide_M.pdf: 6610983 bytes, checksum: 6a0bd18a488acc990acac9560237163b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A utilização de polímeros de fontes renováveis vem sendo amplamente estudada tanto no campo biomédico quanto nas indústrias de embalagens. Polímeros naturais são, em geral, biodegradáveis, biocompatíveis e podem ser obtidos a custos relativamente baixos. Biopolímeros como o alginato de sódio e a fibroína de seda vêm se destacando como potenciais matériasprimas para a fabricação de membranas e de biomateriais. O objetivo deste trabalho foi explorar a possibilidade de se formar membranas de fibroína de seda com alginato de sódio, a fim de conjugar as propriedades desses biopolímeros, visando possíveis aplicações como biomaterial. Foi estudada a incorporação da fibroína no alginato de sódio sob diferentes formas, como a incorporação na forma de fios (para a obtenção de compósitos) e como solução (para a obtenção de blendas). Na obtenção da blenda de fibroína e alginato foi observada a formação de uma membrana composta majoritariamente de alginato, contendo glóbulos de fibroína, indicando separação microscópica de fases. Entretanto ocorreu interação entre os domínios hidrofílicos dos dois materiais, fato confirmado pelo DRX. A blenda apresentou espectro de FTIR similar ao do alginato, porém com picos característicos de conformação folha-b da fibroína. Para as análises de intumescimento em água, ângulo de contato, permeabilidade ao vapor d'água, resistência à tração, análises térmicas e citotoxicidade, a blenda apresentou comportamento intermediário entre seus componentes, contudo mais voltado para o alginato, presente em maior proporção na mesma. Através da formação da blenda com alginato de sódio foi possível melhorar as propriedades físicas da membrana quando comparadas com a membrana de fibroína pura. Com a incorporação dos fios de fibroína no alginato obteve-se um compósito com boa interação fibramatriz, observada pelos testes mecânicos e MEV. Os compósitos eram bastante maleáveis e apresentavam elevada resistência ao rasgo. As análises térmicas apresentaram picos de degradação dos dois componentes separadamente. Nenhuma das membranas obtidas neste trabalho apresentou citotoxicidade, sendo a viabilidade celular mantida entre 70 e 100%. Os materiais resultantes possuem potencial para serem explorados como biomateriais, entretanto testes específicos de utilização devem ser realizados. / Abstract: The use of polymers from renewable sources has been widely studied in the biomedical field as much as in the packaging industries. Natural polymers are, in general, biodegradable, biocompatible and can be obtained at low costs. Biopolymers such as sodium alginate and silk fibroin are potential raw-materials for production of membranes and biomaterials. The aim of this study was to explore the possibilities of forming membranes of silk fibroin with sodium alginate, in order to conjugate the properties of those biopolymers, for biomaterial applications. The incorporation of fibroin in sodium alginate under different forms was studied, such as the incorporation of silk as fibers (to obtain composites) or as solution (to obtain blends). The fibroin and alginate blend membrane was mainly composed by alginate, with fibroin globular domains, indicating micro-phase separation. However, interaction in the hydrophilic domains of the materials has occurred, confirmed by XRD. The blend presented FTIR spectrum similar to alginate, but with characteristic peaks of fibroin b-sheet conformation. For the degree of swelling in water, water contact angle, water vapor permeability, tensile strength, thermal analyses and cytotoxicity tests, the blend presented intermediate behavior between its components, however closer to alginate, which was present in higher proportion. Through the blend formation with sodium alginate, it was possible to improve the physical properties of the fibroin membrane. A composite with good fiber-matrix interaction was obtained through the incorporation of fibroin fibers in the alginate matrix. This fact was confirmed by mechanical tests and SEM. These composites were flexible and presented high resistance to tear. The thermal analyses presented degradation peaks of the two components, separately. None of the membranes prepared in this study presented cytotoxicity and the cellular viability was maintained between 70 and 100%. The materials present high potential to be explored as biomaterials, therefore specific tests are still necessary. / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Renato Mazzonetto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-12T05:52:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguezChessa_JaimeGiuseppe_M.pdf: 1416977 bytes, checksum: 2b782ab4c409f0bfb1fc8e34d43c205b (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O propósito deste trabalho foi avaliar e comparar a resistência mecânica à flexão de placas e parafusos metálicos e reabsorvíveis para fixação interna rígida. Foram utilizadas hemimandíbulas sintéticas de poliuretano, nas quais se realizou uma osteotomia entre o segundo pré-molar e o primeiro molar inferior, simulando uma fratura de corpo mandibular. Foram estabelecidos dois grupos para placas e parafusos metálicos e dois grupos para reabsorvíveis de acordo com a seguinte disposição: duas placas metálicas mantidas com parafusos monocorticais de 6 mm na zona de tensão e outra com parafusos bicorticais de 12 mm de comprimento na zona de compressão. Após a fixação rígida, foi realizado o teste de resistência à flexão em máquina de ensaio universal (Instron®, modelo 4411) programada com velocidade de deslocamento linear de 1 mm/min e com célula de carga de 500N para obtenção do valor da resistência à flexão em quilograma-força com incidência de carga em região de incisivo e pré-molar em cada um dos grupos estudados. Os resultados demonstraram não existir diferença estatisticamente significante entre os sistemas de fixação interna rígida de titânio e reabsorvível, quando avaliadas as variáveis deslocamento (em mm) e a carga de pico (em kgf) para os 4 grupos amostrais. / Abstract: The meaning of this study was to evaluate and compare the resistance to flexion between metallic and absorbable plates and screws for rigid internal fixation. It was used synthetic hemimandible of polyurethane, in which one was performed a straight cut between second premolar and first molar, simulating a breaking of mandibular body. It was established two groups for metallic plates and screws and two groups for absorbable according to following disposal: two metallic plates kept with 6mm monocortical screws in the tension zone and another one with 12mm bicortical screws in the compression zone. After the rigid fixation, it was carried out the flexion resistance test thru a universal assay machine (Instron®, model 4411) performed with 1mm/minute linear displacement speeding with 500N of bearing cell for attainment the flexion resistance value in kilogram-force with the load incidence in the incisor and premolar regions on each group studied. The results had demonstrated to not exist statistical significant difference between the titanium and absorbable systems, when evaluated the variable displacement (in mm) and the peak load (in kgf) for the 4 groups tested. / Mestrado / Cirurgia e Traumatologia Buco-Maxilo-Faciais / Mestre em Clínica Odontológica

Designing a biosensor capable of continuously monitoring blood glucose concentration in people with diabetes has been a major challenge for over three decades. In this work we attempt to develop a novel microspike based minimally invasive biosensor for this purpose. Also, as a part of an ongoing study, we attempt to improve the current design of coil-type implantable biosensors. Microspikes, which are able to painlessly penetrate the skin layer, were fabricated using lithographic techniques and sputtered with gold to serve as an electrode. The biosensor design is based on thiomalic acid self-assembled monolayer (SAM) on which glucose oxidase was immobilised by a simple coupling technique together with a tetrathiafulvalene mediator entrapped in an epoxy-polyurethane permselective membrane. Functional testing revealed that such modified sensors are capable of detecting glucose concentration within the clinically relevant range. This was followed by studying the microspike based biosensors incorporated into the microfluidics platform mimicking the sensor behaviour in interstitial fluid. Data from these experiments revealed that the sensor response is mainly dependent on enzyme kinetics rather than membrane permeability to glucose. In contrast, an attempt to address the reproducibility issues of coil-type biosensors is presented. The hypothesis for this study was that a crosslinked hydrogel would have a sufficiently uniform porosity and hydrophilicity to address the variability in sensor sensitivity. The hydrogel was prepared by crosslinking di-hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate and N-vinyl pyrrolidone with 2.5 mol% ethylene glycol dimethacrylate using the water soluble initiators – ammonium persulphate and sodium metabisulfite under a nitrogen atmosphere. The hydrogel was applied to the sensor by dip coating during polymerisation. Electrochemical measurements revealed that the response characteristics of sensors coated with this membrane are highly consistent. Scanning Electrochemical Microscopy (SECM) was used to spatially resolve glucose diffusion through the membrane by measuring the consequent hydrogen peroxide release and compared with an epoxy- polyurethane membrane.

A complex network of transcription factors, which are regulated by signalling molecules, is responsible in coordinating the formation of differentiated skeletal and cardiac myocytes from undifferentiated stem cells. The present study aims to understand and compare the transcriptional regulation of skeletal and/or cardiac muscle development in the absence of Sox7 or in the presence of a collagen-based matrix in P19 embyonal carcinoma (EC) and mouse embryonic stem (ES) cells. First, knock-down of Sox7 , by shRNA, in muscle inducing conditions (+DMSO) and in the absence of RA (-RA), decreased muscle progenitor transcription factor and myogenic regulatory factor (MRF) levels, suggesting that Sox7 is necessary for myogenesis. However, knock-down of Sox7 in the presence of RA (+RA) and DMSO increased expression of muscle progenitor markers and MRFs, suggesting that Sox7 is inhibitory for myogenesis +RA. Furthermore, Sox7 overexpression enhanced myogenesis -RA, but inhibited myogenesis and enhanced neurogenesis +RA. These results suggest an important interplay between RA signalling and Sox7 function during P19 differentiation. Second, Q-PCR analysis showed that compared to the mouse ES cells differentiated on the regular TC plates, differentiation on the collagen matrices had a higher expression of skeletal and cardiac precursors, MRFs and terminal differentiation markers. Collagen alone enhanced myotube formation. The enhanced collagen matrix, containing the oligosaccharide sialyl LewisX (sLeX), specifically enhanced cardiomyogenesis. These studies have added to our understanding of the transcriptional regulation of premyogenic mesoderm factors and the role of Sox7 in this process. In addition these studies provide a vision for possible use of biomaterials in directed differentiation of stem cells for the purpose of cell therapy.

Despite advances in treatment, heart failure remains one of the top killers in Canada. This recognition motivates a new research focus to harness the fundamental repair properties of the human heart, with human cardiac stem cells (CSCs) emerging as a promising cell candidate to regenerate damaged myocardium. The rationale of this approach is simple with ex vivo amplification of CSCs from clinical grade biopsies, followed by delivery to areas of injury, where they engraft and regenerate the heart. Currently, outcomes are limited by modest engraftment and poor long-term survival of the injected CSCs due to on-going cell loss during transplantation. As such, we explored the effect of cell encapsulation to increase CSC engraftment and survival after myocardial injection. Transcript and protein profiling of human atrial appendage sourced CSCs revealed strong expression the pro-survival integrin dimers αVβ3 and α5β1- thus rationalizing the integration of fibronectin and fibrinogen into a supportive intra-capsular matrix. Encapsulation maintained CSC viability and expression of pro-survival transcripts when compared to standard suspended CSCs. Media conditioned by encapsulated CSCs demonstrated superior production of pro-angiogenic/ cardioprotective cytokines, angiogenesis and recruitment of circulating angiogenic cells. Intra-myocardial injection of encapsulated CSCs after experimental myocardial infarction favorably affected long-term retention of CSCs, reduced scar burden and improved overall cardiac function. Taken together, cell encapsulation of CSCs prevents detachment induced cell death while boosting the mechanical retention of CSCs to enhance repair of damaged myocardium.

At the author’s request, the abstract has been removed due to the confidential nature of the thesis. It will be added once the embargo period has passed.