Resumo: Superfícies de titânio apresentam importantes propriedades físico-químicas e morfológicas com aplicações em muitos dispositivos que requerem interação com o tecido ósseo. O objetivo do presente estudo foi avaliar in vitro utilizando-se cultura de células estaminais a interação da superfície de titânio irradiado com laser em menor fluência (L1); laser com maior fluência (L2) e superfície L2 com recobrimento de apatitas, (HA). A irradiação laser Yb:YAG em diferentes parâmetros ocasionou a formação de óxidos de titânio nas superfícies irradiadas, que podem influenciar diretamente a integração biológica. As superfícies obtidas foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Difração de raios X (DRX) e a camada de hidroxiapatita foi avaliada por espectroscopia no infra vermelho transformada de Fourier (FTIR) e medidas de ângulo de contato. As avaliações in vitro foram realizadas utilizando as superfícies L1, L2 e HA diretamente em contato com células humanas indiferenciadas. Os parâmetros biológicos avaliados foram: adesão, proliferação, e metabolismo celular. Foi determinada a concentração de fosfatase alcalina (ALP) e conteúdo total de proteína, produção de osteocalcina e diferenciação osteogênica pela associação das análises. A morfologia celular foi avaliada por MEV, e a micro análise por espectroscopia por energia dispersiva de raios X (EDS) e microscopia de fluorescência. Os resultados indicaram que todos os grupos experimentais apresentaram menor adesão e proliferação celulares nos estágios iniciais em relação ao grupo controle, com aumento da proliferação após 14 dias. Também aos 14 dias houve aumento na taxa de metabolismo celular em todos os grupos experimentais. Os níveis de ALP/Proteína associados aos dados sobre metabolismo celular indicaram sinais bioatividade do grupo HA aos 21 dias. Conclusão:.. (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Titanium surfaces have important physical-chemistry and morphological properties with many applications on biomedical devices whose have bone tissue interaction. The laser beam irradiation on titanium surfaces presented in this study was evaluated by the osseointegration of human mesenchymal stem cells. In this study was performed laser irradiation (Low fluency L1; high fluency L2; high fluency associated apatite treatment HA; and the control group machined surface). The laser irradiated structures were initially characterized by Scanning Electronic Microscopy (SEM) and x ray diffraction (DRX) the HA group was subjected apatites treatment following the characterization by DRX, contact angle measurements and Infra red spectroscopy. The biological evaluations were performed by primary culture and differentiation of human stem cell. The parameters of in vitro evaluations were: Cell adhesion and proliferation by DNA quantification, cell metabolism, and cell morphology by SEM and fluorescence microscopy. The osteogenic differentiation was determined by ALP/Osteocalcin levels associated with SEM-EDS comparison. Results: All the experimental groups show less cell adhesion and proliferation at the initial stage of experiments than control group between 1 - 7 days. After 7 days the proliferation and cell metabolism increase on all experimental groups. The SEM micrographies associated with ALP/osteocalcin levels showed significant osteogenic differentiation on L1 group with significance differences of ALP/protein levels at day 7 (P<0.05), in addition, the HA group shows high levels ALP/Protein at 21 days. Conclusion: The laser beam irradiation process presented is clean, rapid and easy way to obtain a layer of oxides with micro and nanostructures. The best performance was found for L1 group with significant levels of osteocalcin and associated with morphological comparison, all experimental groups... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Antonio Carlos Guastaldi / Coorientador: Helena Maria Pires Gaspar Tomas / Banca: Rogério Margonar / Banca: Roberto Henrique Barbeiro / Banca: Francisco Jose Correa Braga / Banca: Paulo Tambasco de Oliveira / Doutor

Mechanically-activated delivery systems harness existing physiological and/or externally-applied forces to provide spatiotemporal control over the release of active agents. The presence and necessity of these forces in the human body and in the increasing use of mechanically-driven medical devices (e.g., stents, balloon catheters, gastric bands, tissue expanders) can serve as functional dynamic triggers. Therefore, this dissertation investigates the use of applied tensile strain and cyclic loading to control release of entrapped agents, and further translates the concept towards clinical applications by integrating the system with commercial medical devices that provide precise forces to trigger release. As an initial proof-of-concept, mechanoresponsive composites, consisting of highly-textured superhydrophobic barrier coatings over a hydrophilic substrate, are fabricated. The release of entrapped agents, controlled by the magnitude of applied strain, results in a graded response due to water infiltration through propagating patterned cracks in the coating. The strain-dependent delivery of anticancer agents with in vitro efficacy as well as the ex vivo delivery to esophageal tissue with an integrated stent system are demonstrated. Release is further modulated by barrier coating properties. Thicker coatings afford slower release rates with preserved in vitro activity for both a chemotherapeutic and an enzyme. Localizing coating crack patterns based on different geometric stress concentration factors further controls the selective sequential release of multiple agents. Finally, the development of a reversible mechanoresponsive system is investigated to provide cycle-mediated pulsatile release. Optimization of mechanical parameters results in delivery of multiple doses. To translate this concept towards the clinic, the system is integrated with commercial balloon catheters to provide multidose delivery of small molecules to ex vivo vessels. Using the inherent inflation and deflation of the catheter to trigger release, the system enhances existing capabilities to treat cardiovascular and peripheral artery diseases. In summary, the development of mechanoresponsive systems that respond to tensile strain and cycle number are described for the delivery of a wide-range of active agents (hydrophilic and hydrophobic small molecules as well as an enzyme), and their integration with existing medical devices. Furthermore, the comprehensive range of specific kinetic profiles, including triggered release, pulsatile delivery, and the sequential delivery of multiple agents, showcases the capabilities and versatility of these dynamic mechanoresponsive systems to modulate release for the treatment of various clinical diseases. / 2019-02-20T00:00:00Z

Os biomateriais metálicos possuem módulo de elasticidade superior ao do osso o que pode ocasionar a reabsorção óssea, devido à blindagem de tensões. Além disso, a liberação de íons devido à corrosão do implante pode provocar inflamação, e em função da vida útil do implante, normalmente, existe a necessidade da segunda intervenção cirúrgica para substituição do mesmo. Com o intuito de contornar os pontos negativos dos implantes metálicos, têm sido estudados materiais absorvíveis com módulo de elasticidade próximos ao do osso. O magnésio e suas ligas têm sido propostos para uso em implante absorvível desde o final do século XIX. A grande dificuldade em utilizá-los está na elevada taxa de corrosão dos mesmos, que não é compatível com a velocidade de cicatrização dos tecidos adjacentes ao implante. Neste contexto, revestimentos têm sido propostos. O objetivo deste estudo é obter pelo método sol-gel, revestimentos híbridos absorvíveis à base de quitosana e GPTMS (Glicidoxipropiltrimethoxisilano) para aumentar a resistência à corrosão da liga de magnésio ZK60 visando aplicação biomédica. Parâmetros como tempo de hidrólise e pH do sol foram monitorados para avaliar as características do sol obtidos com as proporções quitosana/GPTMS de 1:1 e 1:2. A partir desse monitoramento foram estabelecidos os valores dos parâmetros a serem empregados para obtenção do revestimento por dip-coating. Foram aplicadas quatro diferentes arquiteturas (combinações de camadas) do revestimento sobre a liga ZK60. Os revestimentos obtidos foram caracterizados quanto à morfologia por MEV. A resistência à corrosão das amostras foi avaliada por monitoramento do potencial de circuito aberto por 24 horas em uma solução para simular o fluido corpóreo (SBF - Simulated Body Fluid). Os resultados mostraram que o revestimento obtido com a arquitetura 1, 2 e 4 (1 a 3 camadas) não promoveram deslocamento do potencial de circuito aberto em relação à liga ZK60 não revestida. Contudo, as amostras recobertas com três camadas (arquitetura 3) apresentaram um deslocamento do potencial de circuito aberto na ordem de 1000 mV em relação à liga não revestida, no entanto, houve o destacamento de parte da camada. Esses resultados indicam que é possível obter um revestimento que funcione como uma barreira temporária entre a liga de magnésio e o meio, retardando dessa forma a corrosão da mesma. Entretanto, estudos devem ser realizados no sentido de melhorar a adesão entre esse filme e o substrato. / Metallic biomaterials have a superior elastic moduli than cortical bone, which may lead to bone resortion, due to “the shielding of bone”. Besides, ion release as a result of corrosion may also lead to a inflammatory chain. And, according to the implants life cycle, it ordinarily implies its replacement. Focusing on avoiding those problems of the metallic materials, it has been studied absorbable implants with close-to-bone elastic moduli. Magnesium and its alloys have been proposed as absorbable implants since the end of the nineteenth century. The main difficulty in using Mg implants is its high corrosion rate, which is not compatible to the adjacent tissues healing rate. In this context, absorbable coatings have been proposed. The objective of this study is to obtain, through the sol-gel method, absorbable hybrid coatings composed by chitosan and GPTMS (Glicidoxipropiltrimethoxisilane) to enhance the corrosion resistance of the ZK60 alloy, focusing on biomedical applications. Parameters such as hydrolysis and the sol’s pH were monitored to evaluate the sols characteristics obtained with the proportions of chitosan/GPTMS of 1:1 and 1:2. The parameters used to obtain the coating through dip-coating were stablished from this monitoring. Four architechtures were stablished (arrangement of layers) of the coating over the ZK60 alloy. The coating morphology was characterized using MEV. The corrosion resistance of the samples was evaluated by OCP (Open Circuit Potential) monitoring in a SBF (Simulated Body Solution) solution for 24 hours. The obtained results show that the coating with Archtechture 1, 2 and 4, did not increase significatively the corrosion potential comparing to uncoated ZK60. However, the archtecture 3 showed a displacement in the order of 1000 mV in the OCP, contrasting with the uncoated ZK60, nevertheless, the coating detached from the substrate. Those results indicate that it is possible to obtain a coating that works as a barrier between the Mg alloy and the media, slowing down the corrosion of the specimen. However, studies to enhance the coatings adhesion are mandatory to its efectiveness.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-01-25Bitstream added on 2014-06-13T19:53:29Z : No. of bitstreams: 1 almeidafilho_e_me_araiq.pdf: 3265142 bytes, checksum: 2bf9ca6d5fd6073e7eed8a3b69720493 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As pesquisas em biomateriais caminham na busca de dispositivos nos quais, além da resistência mecânica, oferece adequada relação entre bioatividade/biocompatibilidade quando em contato com tecidos biológicos. Atualmente os biomateriais para serem utilizados como implantes são classificados como bioinertes, biotoleráveis e bioativos. No presente trabalho estudou-se as fases de apatitas presentes nos recobrimentos obtidos pelo método biomimético em substratos de titânio pré-modificados superficialmente empregando-se ablação por feixe de laser, objetivando a interação entre o substrato e o recobrimento, visando à aplicação clínica em implantes dentários e ortopédicos. Após estudos piloto, definiu-se condições pré-estabelecidas e as amostras tiveram suas superfícies irradiadas pelo laser Nd:YAG, em atmosfera normal. As amostras foram irradiadas pelo Laser pulsado Nd:YAG, e foram estabelecidas quatro condições de estudo para o trabalho, onde as irradiações foram realizados em ar e pressão atmosférica. Os recobrimentos, sobre as superfícies irradiadas, foram realizados pelo método biomimético, onde as amostras modificadas foram imersas na solução SBF (Simulated Body Fluid) e permaneceram por 4 dias, para a formação da camada de apatitas, este grupo ganhou destaque por possuírem composição semelhante ao tecido ósseo humano. As caracterizações das amostras foram realizadas pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, difração de raios-X e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier. Resultados da modificação por feixe de Laser mostraram que as quatro condições estabelecidas sugeriram ter energia suficiente para promover a ablação na superfície irradiada. Verificou-se que na irradiação por feixe de laser ocorre o processos de fusão e solidificação rápida proveniente... / The researches biomaterials in walk in the search of devices us which, besides the mechanical resistance, offer appropriate relationship among bioativity/biocompatibility when in contact with woven biological. Nowadays the biomaterials to be used as implants are classified as bioinert, biotolerability and bioactives. In the work present was study the apatites phases current in the coating obtained by the biomimetic method in substratum of titanium pré-modify superficially being used ablation by laser bunch, aiming at the interaction between the substratum and the coating, seeking to the clinical application in dental and orthopedical implants. After pilot study, it was defined pré-established conditions and the samples had their surfaces irradiated by the laser Nd:YAG, in normal atmosphere. The samples were irradiated by the pulsed Laser Nd:YAG, and they were established four study conditions for the work, where the irradiations were accomplished in air and atmospheric pressure. The coatings, on the irradiated surfaces, were accomplished by the biomimetic method, where the modified samples were immersed in the solution SBF (Simulated Body Fluid) and they stayed for 4 days, for the formation of the apatites layer, this group won prominence for they possess composition similar to the human bone fabric. The characterizations of the samples were accomplished by the techniques o SEM, EDS, XRD and FTIR. Results of the modification for beam of Laser showed that the four established conditions suggested to have enough energy to promote the ablation in the irradiated surface. It was verified that in the irradiation for laser beam happens the processes melt and originating from fast solidification the irradiation for laser, in normal atmosphere, they induce the oxides formation of titanium stoichiometric and non-stoichiometric with different oxidation degrees as Ti3O and Ti6O and with different... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-06-18Bitstream added on 2014-06-13T19:53:31Z : No. of bitstreams: 1 bini_ra_me_araiq.pdf: 3394772 bytes, checksum: 0b6be95d15265f8df89cb309662a6061 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A superfície do Ti c.p. foi modificada por feixe de Laser Nd:YAG e recoberta com compostos bioativos pelo método sol-gel, visando aplicações clínicas. As amostras de Ti c.p. foram irradiadas por Laser Nd:YAG pulsado em ar e pressão atmosférica, estabelecendo quatro condições de estudo. Os recobrimentos sobre as superfícies irradiadas foram realizados pelo método sol- gel, em que o sol foi preparado a partir dos precursores Ca(NO3)2.4H2O e H3PO4. Os filmes foram depositados por dip-coating e tratados termicamente por dois procedimentos (P1 e P2) com rampas de aquecimento diferentes, sendo que a temperatura final de sinterização foi de 700° C. As caracterizações das amostras foram realizadas pelas técnicas de análise térmica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier. Resultados da modificação por feixe de Laser mostraram que as quatro condições estabelecidas tiveram energia suficiente para promover a ablação na superfície irradiada. Verificou-se que não houve presença de nenhuma fase referente a nitretos de titânio e que é possível obter-se TiO, Ti3O e Ti6O com diferentes porcentagens, dependendo da fluência utilizada. Também se verificou que a modificação por Laser é um processo limpo e reprodutível, não deixando vestígios de contaminação. Pelos resultados dos recobrimentos bioativos, pode-se verificar a influência do tratamento térmico. As análises mostraram para o procedimento térmico 1 a formação de uma mistura de fases, CPP e ß-TCP, enquanto no procedimento 2 obteve-se HA e ß-TCP. Em todos os recobrimentos, utilizando-se o procedimento térmico 2, conseguiu-se transformar a superfície bioinerte do titânio para uma bioativa constituída de cerâmicas de fosfato de cálcio de interesse biológico. Portanto, esse... / The c.p. Ti surface was modified by Laser Nd:YAG and compounds bioactives coating by sol-gel method, seeking clinical applications. The samples of c.p. Ti were irradiated byLaser Nd:YAG pulsed in air and atmospheric pressure, establishing four study conditions. The coatings, on the irradiated surfaces, were carried through by the sol- gel method, where the sol was prepared starting from the precursors Ca(NO3)2.4H2O and H3PO4. The coatings were deposited by dip-coating and treated termically by two procedures with heating ramps different (P1 and P2), and final temperature was 700° C. The characterizations of the samples were carried through by SEM, XRD and FT-IR. Results of the modification by laser beam showed that the four established conditions suggested have enough energy to promote the ablation in the irradiated surface. It was verified that there was not presence of any phase regarding nitretes of titanium and that it is possible to obtain TiO, Ti3O and Ti6O with different percentages, depending on the fluency used. Also, it is verified that the modification for Laser is a clean process, not leaving tracks of contamination, important characteristic for clinical applications. For the results of the bioactives coatings , the influence of thermal treatment can be verified. The analysis showed in the procedure 1 the formation of a mixture of phases, CPP and ß-TCP, while in the procedure 2, it was obtained HA and ß-TCP. In all coating, using the thermal procedure 2, it was gotten to transform the bioinert surface of the titanium for a bioactive constituted of ceramic of calcium phosphate of biological interest. Therefore, that procedure presented satisfactory for the obtaining of bioactives coatings of calcium phosphate for be used in dental and orthopedical implants.

Orientadora: Rose Meire Vidotti / Banca: Lúcia Helena Sipaúba Tavares / Banca: Aldi Feiden / Resumo: Os objetivos deste trabalho foram caracterizar o efluente de curtume de peles de tilápia, avaliar a eficiência do biofiltro de escamas e o poder adsortivo desta no tratamento de efluente nas diferentes etapas do processo de curtimento. As etapas mais poluentes do processamento foram o caleiro e desencalagem. A utilização do biofiltro de escamas foi mais eficiente na etapa de caleiro, demonstrando a eficiência do processo. Durante a filtração ocorreu neutralização do pH e adsorção minerais e metais pesados do efluente. O biofiltro de escamas é um sistema eficiente no tratamento de efluentes de curtume, podendo ser associado a outro tratamento para que o efluente esteja totalmente de acordo com os padrões de lançamento / Abstract: The aim of this work was to characterize the tilapia skin tanning effluent, evaluate the efficiency of scale biofilter and the adsorptive power of this one in the effluent treatment in the different stages of the tanning process. The most polluting stages were ethe caleiro and desencalagem. The use of scale biolfilter was more efficient in the limming stage, showing the process efficiency. During the filtering ph neutralization and mineral and heavy metal adsorption occurred in the effluent. The scale biofilter is an efficient system in the treatment of tanning effluent, being able to be associated to other treatment so that the effluent is totally compatible with the standards of launching / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-05Bitstream added on 2014-06-13T20:27:09Z : No. of bitstreams: 1 chaguri_mp_me_jabo.pdf: 1239986 bytes, checksum: fb312ace54e3ab0c89e7590ca6e04a37 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Os objetivos deste trabalho foram caracterizar o efluente de curtume de peles de tilápia, avaliar a eficiência do biofiltro de escamas e o poder adsortivo desta no tratamento de efluente nas diferentes etapas do processo de curtimento. As etapas mais poluentes do processamento foram o caleiro e desencalagem. A utilização do biofiltro de escamas foi mais eficiente na etapa de caleiro, demonstrando a eficiência do processo. Durante a filtração ocorreu neutralização do pH e adsorção minerais e metais pesados do efluente. O biofiltro de escamas é um sistema eficiente no tratamento de efluentes de curtume, podendo ser associado a outro tratamento para que o efluente esteja totalmente de acordo com os padrões de lançamento / The aim of this work was to characterize the tilapia skin tanning effluent, evaluate the efficiency of scale biofilter and the adsorptive power of this one in the effluent treatment in the different stages of the tanning process. The most polluting stages were ethe caleiro and desencalagem. The use of scale biolfilter was more efficient in the limming stage, showing the process efficiency. During the filtering ph neutralization and mineral and heavy metal adsorption occurred in the effluent. The scale biofilter is an efficient system in the treatment of tanning effluent, being able to be associated to other treatment so that the effluent is totally compatible with the standards of launching

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:53:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11663.pdf: 10292078 bytes, checksum: 0f5eba7b9211550254ba580ec5d5f63d (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Universidade Estadual Paulista, Instituto de Quimica, Campus de Araraquara

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 16497.pdf: 92708 bytes, checksum: 7ccf16810b03dfc8aa4c309390f8b21a (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP