O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um novo material nanocompósito com propriedades biocidas, alta porosidade e alta permeabilidade ao ar, possibilitando sua aplicação na área biomédica. Neste trabalho, foram desenvolvidas membranas compósitas de poliuretano termoplástico (TPU) contendo prata (Ag) e óxido de zinco (ZnO), a partir da evaporação de soluções durante o processo de eletrofiação. Mediu-se as propriedades de viscosidade e de condutividade elétrica das soluções preparadas para eletrofiação. Avaliou-se a modificação da morfologia do material pelo uso de vários solventes em diferentes concentrações. Uma morfologia mais uniforme das membranas contendo fibras eletrofiadas foi obtida com o sistema de solventes tetra-hidrofurano (THF) e dimetilformamida (DMF), na proporção de 50:50. A avaliação da morfologia e da distribuição da fase dispersa inorgânica nas membranas foi efetuada utilizando-se microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), e a formação de fibras com diâmetros na faixa de 250 a 800 nanômetros foi observada. As fases dispersas apresentaram-se distribuídas na membrana, sem a presença de regiões de aglomeração. A presença de prata ou de óxido de zinco nas membranas eletrofiadas foi confirmada através da espectroscopia de energia dispersiva de raios- X (EDS) e por difratometria de raios-X. As propriedades bactericidas das membranas compósitas de TPU/ZnO e TPU/Ag foram avaliadas e estabelecidas em testes com as bactérias S. aureus e K. pneumoniae. O teste de citotoxicidade das membranas de TPU foi executado e numa avaliação inicial foi observada a sua biocompatibilidade. / The aim of this study is to develop nanostructured polyurethane composite membranes which have antibacterial properties, high porosity and high air permeability, suitable for medical applications. Membranes of thermoplastic polyurethane (TPU) having silver and zinc oxide particles as additives were prepared by electrospinning. The impact of the solvents nature on the electrospinning process was studied. The best results were obtained using a mixture of tetrahydrofuran (THF) and dimethylformamide (DMF), at 50:50 ratio. Viscosity and electrical conductivity of the solutions were measured. Morphology of the membranes formed by the fibers was verified using optical microscopy and scanning electron microscopy, and fibers presenting diameters from 250 to 800 nanometers were observed. The presence of silver and zinc oxide particles in the membranes was confirmed using energy dispersive X-ray spectrometry and wide angle X-ray diffractometry. Antibacterial properties of the membranes were evaluated by testing its activity against suspensions of S. aureus and K. pneumoniae. Additionally, cytotoxicity tests were performed for initial evaluation of the biocompatibility of the TPU membranes having silver as additive.

Lesões na cartilagem articular do joelho são patologias frequentes e geralmente causadas por traumas. Apesar de algumas serem assintomáticas, essas alterações osteocondrais podem evoluir para degeneração da cartilagem articular e osteoartrose. Uma da degeneração progressiva da cartilagem articular leva a osteoartrite (OA), comumente sendo a articulação femorotibiopatelar a mais afetada. Como os tratamentos convencionais para OA não são curativos, apenas paliativos, a terapia celular com células-tronco (CT) desponta como alternativa. Neste trabalho utilizamos células-tronco de dente decíduo esfoliado (Stem cells from Human Exfoliated Deciduous teeth - SHED), cultivadas em associação com um biomaterial, para tratar lesões osteocondrais provocadas em joelhos de ovinos. Quatro defeitos osteocondrais foram cirurgicamente produzidos para testar quatro condições: 1) SHED associada ao biomaterial, 2) somente biomaterial, 3) somente SHED e 4) nenhum tratamento (controle). Os ovinos foram acompanhados clinicamente e através de exames radiográfico, US e artroscopia, por 120, 190, 365 e 730 dias até a eutanásia. Os resultados revelaram que o tratamento com biomaterial em associação com SHED, produziu reparo similar à estrutura cartilagínea a partir de 190 dias, apresentando características de cartilagem adjacente. Entretanto, apesar dos resultados positivos em relação ao reparo da lesão osteocondral, não foi possível afirmar se a melhora deveu-se a diferenciação direta das SHED para células presentes na cartilagem ou se foi um efeito parácrino das mesmas. Em tempo, não foi observada rejeição e nenhuma reação adversa ao implante celular xenogênico durante o período experimental. / Articular cartilage injuries on the knee are frequent pathologies and usually caused by trauma. Although some are asymptomatic, these changes may evolve into osteochondral articular cartilage degeneration and osteoarthritis. A progressive degeneration of articular cartilage leads to osteoarthritis (OA), being femorotibiopatelar joint the most affected one. As conventional treatments for OA are not curative, but palliative, cell therapy with stem cells (SC) stands out as an alternative. In this work we used stem cells from human exfoliated deciduous teeth (SHED), grown in association with a biomaterial, to treat osteochondral lesions on sheep\'s knees. Four osteochondral defects were surgically produced to test four conditions: 1) SHED associated with the biomaterial, 2) only the biomaterial, 3) only SHED and 4) no treatment (control). The sheep were followed clinically and through radiographic exams, US and arthroscopy, for 120, 190, 365 and 730 days until euthanasia. The results showed that treatment with biomaterial in combination with SHED produced repair similar to the cartilage structure from 190 days, showing cartilage adjacent features. However, despite the positive results in relation to the repair of osteochondral lesion it was not possible to say whether the improvement was due to direct differentiation of SHED for cells present in cartilage or was a paracrine effect. In time, there was no rejection and no adverse reaction to the xenogenic cell implant during the trial period.

O presente trabalho tem como objetivo principal o processamento da liga Ti-13Nb-13Zr (com porcentagens em peso) pela técnica da metalurgia do pó denominada space-holder, para se obter scaffolds (suportes porosos ou arcabouços) para osseointegração. Assim primeiramente realizou-se moagens da mistura de pós elementares de Ti, Nb e Zr pesados na proporção em peso da liga Ti-13Nb-13Zr, utilizando-se jarros e esferas de carbeto de tungstênio nos moinhos Fritsch Pulverisette e SPEX. Em todas as moagens utilizou-se álcool isopropílico para avaliar e otimizar sua aplicação como agente controlador de processo. Observou-se que o álcool isopropílico foi eficiente como agente controlador de processo, e que a moagem em moinho SPEX por 8 horas foi a que permitiu a obtenção do pó pré-ligado com a composição da liga Ti-13Nb-13Zr em todas as partículas do pó. Os pós produzidos no moinho Fritsch Pulverisette foram prensados, e as peças a verde obtidas foram sinterizadas em várias condições de tempo e temperatura. Todas as amostras sinterizadas no presente trabalho foram caracterizadas via MEV+EDS, DRX, FRX, microscopia óptica, metalografia quantitativa, e ensaio de dureza. Observou-se que as peças sinterizadas a 1000°C por uma hora foram as que apresentaram maior porosidade, cerca de 30% na amostra na condição álcool, de tal forma que a dureza desta amostra foi de 981 MPa, não muito inferior à dos materiais sinterizados nas demais condições. O pó moído no moinho SPEX por 8h, e o pó elementar de Nb, foram misturados ao pó de naftaleno (50% em volume da peça final), prensados e sinterizados nas condições menos agressivas de sinterização. Além das caracterizações já citadas, estas amostras também foram caracterizadas pelo método de Arquimedes e picnometria de He, para avaliação da porosidade. Destes estudos observou-se que o naftaleno, com tamanhos de partículas entre 500 ?m e 1 mm, gerou de 30 a 50% em volume de porosidade, e permitiu a obtenção de uma estrutura de poros grandes e interconectados, ideais para a aplicação pretendida. Por fim, concluiu-se que é possível obter-se scaffolds da liga de Ti-13Nb-13Zr utilizando-se as técnicas desenvolvidas no presente trabalho. / The present study has, as main goal, the processing of the Ti-13Nb-13Zr alloy (percentages in weight) using the space-holder powder metallurgy technique, to obtain scaffolds for osseointegration. Firstly, elementary powders of Ti, Nb, and Zr weighted to obtain the 74wt.%Ti+13wt.%Nb+13wt.%Zr composition were milled in Fritsch Pulverisette and SPEX mills, using grinding media of tungsten carbide. In all millings, isopropyl alcohol was used to evaluate and optimize its application as process controlling agent. It was observed that the isopropyl alcohol was efficient as process controlling agent, and that the milling by 8 hours in a SPEX mill allowed the production of a pre-alloyed powder with the 74wt.%Ti+13wt.%Nb+13wt.%Zr composition in all particles. The powders produced in the Fritsch Pulverisette mill were pressed, and the obtained green bodies were sintered in several time and temperature conditions. All the samples sintered in the present work were characterized using SEM-EDX, XRD, XRF, optical microscopy, quantitative metallography, and microhardness test. It was observed that the samples sintered at 1000°C for one hour presented the highest porosity, around 30% for the alcohol condition, presenting a microhardness of 981 MPa, not so distant of the values found for samples sintered using other conditions. The powder milled in the SPEX mill for 8 hours, and the niobium powder, were mixed with naphtalene powder (50% in volume), pressed and sintered using the less aggressive sintering conditions. Besides the characterization techniques already cited, these samples were also characterized by Archimedes test and He picnometry, to evaluate the porosity. From these studies, it could be observed that the naphtalene, with particle size ranging from 500 ?m to 1 mm, produced samples with 30 to 50% of porosity in volume, and allowed the formation of a structure of large and interconnected pores. It could be concluded that it is possible to obtain scaffolds of the Ti-13Nb-13Zr alloy using the techniques developed in the present work.

Este trabalho teve por objetivo a produção de membranas porosas à base de carboximetilquitosana (CMQ) para serem empregadas no tratamento de lesões de pele. Inicialmente, β-quitina extraída de gládios de lula foi submetida a processo de desacetilação assistida por irradiação de ultrassom de alta intensidade (processo DAIUS), resultando em quitosana com grau médio de desacetilação (GD) 63 % e massa molecular média viscosimétrica (Mv) 10,3 ± 0,4 x 105 g mol-1. Carboximetilquitosana (CMQ) foi sintetizada sob condição heterogênea a partir da reação entre quitosana DAIUS e ácido monocloracético em meio alcalino por 4 horas a 30 °C, resultando em CMQ com Mv= 1,51 ± 0,06 x 105 g mol-1, graus médios de substituição e de desacetilação (GS) = 1,1 e GD= 70 %, respectivamente. Na segunda etapa do presente estudo, membranas porosas à base de CMQ e poli (álcool vinílico) (PVA) foram produzidas através de processo de liofilização de soluções aquosas de CMQ e PVA, ou de blendas contendo diferentes proporções mássicas CMQ/PVA, a saber 75/25, 50/50, 25/75. Em todos casos a concentração polimérica foi 0,5 % (m/v). As membranas foram caracterizadas quanto a morfologia, porosidade, capacidade de hidratação e propriedades mecânicas e térmicas (TG). Adicionalmente, foram avaliados os efeitos da reticulação com genipina nas propriedades físico-químicas e mecânicas das membranas. Os resultados dessa etapa revelaram que os materiais obtidos apresentaram superfícies porosas e poros interligados, exibindo elevadas porosidade (68,3 ± 2,5 % - 88,4 ± 1,12 %) e capacidade de hidratação (1080 ± 51 % - 2500 ± 27 %). Foi observado que a presença de PVA na blenda polimérica empregada para produzir as membranas CMQ/PVA resultou em materiais pouco solúveis em meio aquoso e termicamente mais estáveis quando comparados às membranas CMQ e PVA. Assim, a membrana preparada a partir da blenda com menor conteúdo de PVA (membrana (CMQ/PVA)75/25) exibiu maior estabilidade térmica quando comparada à membrana CMQ, sendo que estas apresentaram Tonset 280 °C e 264 °C, respectivamente. Os ensaios de tração revelaram que a partir de blendas ricas em PVA resultaram membranas mais resistentes, porém menos sujeitas a alongamento quando comparadas à membrana CMQ. Assim, as membranas (CMQ/PVA)75/25) e (CMQ/PVA)25/75 apresentaram valores de tensão na ruptura 2,6 ± 0,22 KPa e 20,91 ± 1,19 KPa, respectivamente, entretanto a última amostra apresenta menor capacidade de alongamento (5,38 ± 0,33 %) quando comparada à membrana CMQ (9,12 ± 0,62 %). De maneira geral, o processo de reticulação permitiu a obtenção de membranas estáveis em meio aquoso, e também mais porosas e mais resistentes, como as membranas R(CMQ/PVA)75/25), cuja porosidade é 88,4 ± 1,12 %, e R(CMQ), cuja tensão na ruptura é 42,18 ± 2,10 KPa. Contudo, as membranas reticuladas apresentaram menores estabilidade térmica, capacidade de absorção de água (1062,4 ± 18,2 % (R(CMQ/PVA)25/75)) e de alongamento (1,62 ± 0,23 % (R(CMQ/PVA)75/25)). Os resultados obtidos nessa etapa do estudo indicaram que, as membranas que apresentaram maior potencial para aplicação como curativo para lesões de pele foram a composta somente por CMQ reticulada com genipina (R(CMQ)) e aquela não-reticulada constituída por CMQ/PVA na proporção mássica de 25/75 ((CMQ/PVA)25/75). Com o objetivo de potencializar a sua utilização no tratamento de lesões de pele e conferir novas propriedades às membranas R(CMQ) e (CMQ/PVA)25/75, nanopartículas de ZnO ou de TiO2 foram adicionadas a essas formulações em diferentes proporções em relação à massa total de polímero, a saber 1 %, 2,5 % e 5 %, totalizando quatro novos conjuntos de amostras. Além das caracterizações físico-químicas e mecânicas, os quatro novos conjuntos de membranas também foram submetidos a ensaios in vitro de suscetibilidade à degradação enzimática e de citotoxicidade em relação à linhagem de células de fibroblastos Balb/C 3T3 clone A 31. Os resultados dessa etapa revelaram que a incorporação de nanopartículas resultou em membranas com poros mais definidos e com maior capacidade de absorção de água, a qual atingiu 3326 ± 106 % no caso da membrana (CMQ/PVA)25/75_5TiO2. Em relação à propriedades térmicas e mecânicas, os conjuntos se comportaram de maneiras diferentes de acordo com a natureza e o teor de nanopartículas e em função do material de partida. Assim, os valores de Tonset das membranas R(CMQ)_5ZnO, R(CMQ)_5TiO2 e R(CMQ) são 273 °C, 280 °C e 243 °C, respectivamente, revelando que a estabilidade térmica foi favorecida pela presença de elevado teor de nanopartículas de ZnO ou de TiO2. Entretanto, os valores de Tonset das membranas (CMQ/PVA)25/75 e (CMQ/PVA)25/75_5TiO2 foram 280 °C e 243 °C, respectivamente, revelando que a estabilidade térmica foi desfavorecida pela presença de nanopartículas de TiO2, o que não ocorreu quando nanopartículas de ZnO foram incorporadas, sugerindo a ocorrência de processo de degradação de PVA, possivelmente catalisado por TiO2. Os ensaios de tração indicam que as nanopartículas podem não estar homogeneamente dispersas na maioria das membranas estudadas, pois os resultados não permitem racionalizar tendências de comportamentos mecânicos em função da natureza e do teor de nanopartículas, e em função da membrana considerada. Assim, no caso da membrana (CMQ/PVA)25/75, a inserção de carga elevada (5 %) de nanopartículas de TiO2 resultou em membrana mais resistente à tração, mas a incorporação de teores medianos (2,5 %) de nanopartículas de ZnO tornou tal membrana mecanicamente mais frágil, o que também foi observado no caso da membrana R(CMQ), mesmo quando teor elevado de nanopartículas de TiO2 foi incorporado. A capacidade de alongamento das membranas também foi afetada pela natureza e teor de nanopartículas, mas também nesse caso não são observadas tendências claras. Desta forma, no caso das membranas (CMQ/PVA)25/75, com nanopartículas tanto de ZnO quanto de TiO2, assim como para a membrana R(CMQ) com nanopartículas de ZnO, a inserção das nanopartículas resultou em membranas com maior capacidade de alongamento. Já a incorporação de nanopartículas de TiO2 nas membranas R(CMQ) gerou membranas com menor capacidade de alongamento. Por outro lado, a presença de nanopartículas nas membranas não afetou a susceptibilidade à degradação enzimática, sendo verificado que apenas a composição da matriz polimérica influenciou a estabilidade das membranas. As membranas compostas somente por CMQ reticuladas com genipina degradaram completamente após quatro dias, ao passo que as amostras contendo PVA, independentemente da presença de nanopartículas ou de reticulação com genipina, foram apenas parcialmente susceptíveis à ação da enzima. Por fim, todas as amostras, com exceção da amostra R(CMQ)_5ZnO, se mostraram atóxicas em relação a fibroblastos Balb/C 3T3 clone A 31. De forma geral, as membranas constituídas por CMQ/PVA contendo nanopartículas de ZnO ou de TiO2 exibiram características físico-químicas, mecânicas e biológicas mais promissoras quando considerada a potencial aplicação desses materiais como curativos para lesões de pele. / This work aimed to produce porous carboxymethylchitosan-based membranes to be used in the treatment of skin lesions. Thus, β-chitin extracted from squid pens was subjected to ultrasound assisted deacetylation (USAD process), resulting in USAD chitosan with acetylation degree (GD) 63% and viscosity-average molecular weight (Mv) 10.3 ± 0.4 x 105 g mol-1. Carboxymethylchitosan (CMCh) was synthesized under heterogeneous condition from the reaction between USAD chitosan and monochloroacetic acid in alkaline medium for 4 hours at 30 °C, resulting in CMCh with Mv= 1,51 ± 0,06 x 105 g mol -1, average degrees of substitution and deacetylation (GS) = 1,1 and GD= 70 %, respectively. In the second step of the present study, porous membranes based on CMCh and polyvinyl alcohol (PVA) were produced by freeze-drying aqueous solutions of CMQ and PVA, or blends containing different weight ratios CMCh/PVA, namely 75/25, 50/50, 25/75. In all cases the polymer concentration was 0.5% (w/v). The membranes were characterized with respect to morphology, porosity, hydration capacity and mechanical and thermal properties (TG). Additionally, the effects of crosslinking with genipin on the physicochemical and mechanical properties of membranes were evaluated. The results of this step revealed that the materials presented porous surfaces and interconnected pores, exhibiting high porosity (68.3 ± 2.5% - 88.4 ± 1.12%) and swelling capacity (1080 ± 51% - 2500 ± 27%). It was observed that the presence of PVA in the polymer blends employed to produce the CMCh/PVA membranes resulted in materials poorly soluble in aqueous medium and thermally more stable as compared to CMCh and PVA membranes. Thus, the membrane prepared from the blends with lower content of PVA (membrane (CMCh/PVA)75/25) showed higher thermal stability when compared to the CMCh membrane, which presented Tonset 280 ° C and 264 ° C, respectively. The tensile tests showed that from PVA rich blends, the membranes were more resistant were produced, but less subject to elongation as compared to the CMCh membrane. Thus, the membranes (CMCh/PVA)75/25) and (CMCh/PVA)25/75 presented rupture tensile values of 2.6 ± 0.22 KPa and 20.91 ± 1.19 KPa, respectively. The latter sample presented a lower elongation capacity (5.38 ± 0.33%) as compared to the CMCh membrane (9.12 ± 0.62%). In general, the crosslinking process allowed to obtain membranes stable in aqueous media, and also more porous and more resistant, such as membranes R(CMCh/PVA)75/25, whose porosity is 88.4 ± 1.12 %, and R(CMCh), whose tensile strength at break is 42.18 ± 2.10 KPa. However, the crosslinked membranes presented lower thermal stability, water absorption capacity (1062.4 ± 18.2 % (R(CMCh/PVA)25/75)) and elongation (1.62 ± 0.23% (R(CMCh/PVA)75/25)). The results obtained in this stage of the study indicated that the membranes that presented the greatest potential for application as a curative for skin lesions were composed only of CMCh reticulated with genipine (R(CMCh)) and the non-reticulated CMCh/PVA mass ratio of 25/75 ((CMCh/PVA)25/75). In order to potentiate its use in the treatment of skin lesions and confer new properties on R(CMCh) and (CMCh/PVA)25/75 membranes, ZnO or TiO2 nanoparticles were added to these formulations in different proportions in relation to the total polymer mass, to know, 1%, 2.5% and 5%, totaling four new sets of samples. In addition to the physicochemical and mechanical characterization, the four new membrane sets were also submitted to in vitro enzymatic degradation susceptibility tests with respect to the Balb / C 3T3 fibroblast cell line clone A 31. The results of this step revealed that the incorporation of nanoparticles resulted in membranes with more defined pores and with greater water absorption capacity, which reached 3326 ± 106 % in the case of the membrane (CMCh/PVA)25/75_5TiO2. Regarding the thermal and mechanical properties, the assemblies behaved differently according to the nature and content of nanoparticles and as a function of the membrane composition. Thus, the Tonset values of membranes R(CMCh)_5ZnO, R(CMCh)_5TiO2 and R(CMCh) are 273 °C, 280 °C and 243 °C, respectively, showing that thermal stability was favored by the presence of high content of ZnO or TiO2 nanoparticles. However, Tonset values of the membranes (CMCh/PVA)25/75 and (CMCh/PVA)25/75_5TiO2 were 280 °C and 243 °C, respectively, showing that thermal stability was disadvantaged by the presence of nanoparticles of TiO2, which did not occur when nanoparticles of ZnO were incorporated, suggesting the occurrence of a degradation process of PVA, possibly catalyzed by TiO2. The tensile tests indicate that the nanoparticles may not be homogeneously dispersed in most of the studied membranes, because the results do not allow to rationalize tendencies of mechanical behavior according to the nature and content of nanoparticles, and depending on the membrane considered. Thus, in the case of the membrane (CMCh/PVA)25/75, the high load insertion (5%) of TiO2 nanoparticles resulted in a more tensile membrane, but the incorporation of medium contents (2.5%) of nanoparticles of ZnO made such a membrane mechanically more fragile, which was also observed in the case of membrane R(CMCh), even when high content of TiO2 nanoparticles was incorporated. The elongation capacity of the membranes was also affected by the nature and content of nanoparticles, but also in this case no clear trends were observed. Thus, in the case of membranes (CMCh/PVA)25/75, with nanoparticles of both ZnO and TiO2, as well as for membrane R(CMCh) with nanoparticles of ZnO, the insertion of the nanoparticles resulted in membranes with greater capacity of stretching. Already the incorporation of TiO2 nanoparticles in membranes R(CMCh) generated membranes with less capacity of elongation. Already the incorporation of TiO2 nanoparticles in the membranes R(CMCh) generated membranes with less capacity of elongation. The presence of nanoparticles in the membranes did not affect the susceptibility to enzymatic degradation, being verified that only the composition of the polymer matrix influenced the stability of the membranes. Membranes composed only of CMCh crosslinked with genipine completely degraded after four days, whereas samples containing PVA, regardless of the presence of nanoparticles or crosslinking with genipine, were not susceptible to the action of the enzyme. Finally, all samples, except for sample R(CMCh)_5ZnO, were shown to be nontoxic in relation to Balb / C 3T3 fibroblasts clone A 31. In general, membranes consisting of CMCh/PVA containing ZnO nanoparticles or of TiO2 exhibited the most promising physical-chemical, mechanical and biological characteristics when considering the potential application of these materials as curatives for skin lesions.

Os Polihidroxialcanoatos (PHAs) são poliésteres naturais, acumulados por diversos microorganismos como reserva de carbono e energia, sendo hoje considerados a melhor alternativa para o plástico tradicional, devido às suas propriedades biodegradáveis e biocompatíveis. Escherichia coli é considerada um hospedeiro ideal para a produção de PHAs, devido a várias vantagens sobre outros microrganismos. Linhagens de Escherichia coli foram avaliadas com o intuito de escolher aquela que apresentasse as melhores características como hospedeira dos genes envolvidos na produção dos PHAs. A linhagem E. coli LS5218 apresentou os melhores resultados de consumo das diferentes fontes de carbono avaliadas, assim como as melhores velocidades de crescimento. Esta linhagem tem a capacidade de produzir, além do P3HB, o copolímero P3HB-co-3HV. Os resultados obtidos a partir dos cultivos em frascos agitados demonstraram que a linhagem E. coli LS5218 consegue produzir P3HB, correspondendo a cerca de 40% da massa seca celular. A limitação do crescimento nos cultivos em biorreator, mediante o controle da velocidade de alimentação da fonte de carbono e nitrogênio, favoreceu a síntese e acúmulo do polímero. A análise de fluxos metabólicos indicou que existe uma considerável perda de carbono na forma de CO2, devido ao suprimento de NADPH pela isocitrato desidrogenase. A análise de modos elementares aponta que, para se atingir desempenhos melhores, o fluxo na via das pentoses deveria ser aumentado significativamente, de forma a que todo o NADPH para biossíntese de P3HB fosse suprido por essa via, e, que o fluxo no ciclo de Krebs deveria ser o menor possível, suprindo apenas a demanda de precursores para a biossíntese de biomassa residual. Finalmente, foi possivel obter, embora em pequenas quantidades, acúmulos do copolimero a partir de E. coli LS5218 expressando os genes de C. necator. A partir destes resultados, fica evidente que a utilização da linhagem LS5218 é interessante sob o ponto de vista industrial, devido ao fato de ela utilizar eficientemente fontes de carbono, e ter a capacidade de acumular o P3HB e seu copolímero P3HB-co-3HB. / The Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are natural polyesters accumulated by several microorganisms as a source of carbon and energy, now considered as the best alternative to the traditional plastic due to their biocompatible and biodegradable properties. Escherichia coli is considered an ideal host for the production of PHAs, due to several advantages over other microorganisms. Escherichia coli strains were evaluated in order to choose the one that presented the best characteristics as a host of genes involved in the production of PHAs. The strain E. coli LS5218 showed the best results in terms of consumption of different carbon sources being tested and the best growth rates. This strain has the ability to produce the P3HB and additionally, the copolymer P3HB-co-3HV. The results from the cultivation in shaked flasks showed that the strain E. coli LS5218 can produce P3HB, corresponding to 40% approximatelly of the dry cell mass using glucose as carbon source. Limiting the growth of cultures in a bioreactor by controlling the feeding speed of the carbon and nitrogen source, favored the synthesis and accumulation of the polymer. Analysis of the metabolic flux indicated that a considerable loss of carbon in the form of CO2 due to NADPH supply by the isocitrate dehydrogenase. Elemental analysis shows that to achieve better performance, the flow of the pentose pathway should be substantially increased, in order to all the NADPH for the biosynthesis of P3HB can be supplied by this pathway and that the flow in the Krebs cycle should be as small as possible, only to supply the demand of precursors for the biosynthesis of residual biomass. Finally, it was possible to obtain, although in small quantities, accumulation of the copolymer using E. coli LS5218 expressing the genes of C. necator. From these results it is evident that the use of LS5218 strain is interesting from the industrial point of view due to the fact of efficiently utilize carbon sources and have the capacity of accumulate the P3HB and its copolymer P3HB-co-3HB.

Dental implants are designed to replace tooth loss, due to periodontal diseases, trauma or decay. Among the biomaterials used for this purpose, titanium and zirconia have been investigated for some years, with excellent mechanical properties and biocompatibility. Surface treatments such as anodizing, with the incorporation of Mg, Ca and P in the structure of the titanium oxide films, were used in order to increase tribocorrosion resistance and improve the osseointegration process. The cellular response to surfaces is mediated, among other factors, by the extracellular matrix (ECM) . However, very little is still known about the ECM proteomics during mineralization. Our objective was a longitudinal comparison of osteoblastic behavior on different materials, in terms of mineralization volume and actin cytoskeleton status, associated with the proteomic analysis of the extracellular matrix. The three types of biomaterial surfaces (pure titanium, anodized titanium and zirconia) were imaged by confocal 3D microscopy and analyzed in terms of roughness. MC3T3 cells were cultivated on the biomaterials for 7, 14 and 21 days, with osteogenic medium containing calcein. The cells were then fixed, stained with Rhodamine phalloidin and DAPI, and imaged by confocal laser scanning microscopy. The quantification of mineralization and actin cytoskeleton was performed by a novel technique, based on the acquired 3D images. For the proteomic analysis, the specimens were washed, decellularized and the ECM was collected in buffer solution. The anodized titanium surface is more porous when compared to that of cp-Ti and zirconia, and superior mineralization was obtained over it after 21 days of culture. The actin microtubular volume was increased on the three materials on the first 14 days, but on the 21th day there was a reduction over anodized titanium and zirconia, related to mineralization phase.. Conclusion: The greater mineralization obtained over anodized titanium after 21 days demonstrated an improved response provided by the surface modification. The innovative volume quantification technique adopted was useful in providing information about the cellular status and biomaterial performance. Alpha-1_4 glucan phosphorylase and Glycogen phosphorylase brain form were down-regulated on zirconia after 7 and 14 days of culture, and up-regulated on Anod Ti on the 7th day, suggesting the influence of material surface roughness and chemical composition on energy metabolism. Proteins related to bone development, like TGF-3, were found exclusively on cp-Ti on the 21st day. The small number of identified proteins demonstrates that the chosen decellularization process was effective at reducing the proteome dataset. Altogether, our results reveal new insights regarding osseointegration and how material surfaces affect this process. / Implantes dentários são projetados para substituir a perda de dentes, que pode ser causada por doenças periodontais, traumas ou cáries. Entre os biomateriais utilizados para este fim, titânio e zircônia têm sido investigados durante alguns anos, com excelentes propriedades mecânicas e biocompatibilidade. Tratamentos de superfície como a anodização, com a incorporação de Mg, Ca e P na estrutura dos filmes de óxido de titânio, foram utilizados a fim de aumentar a resistência à tribocorrosão e melhorar o processo de osseointegração. A resposta celular às superfícies é mediada, entre outros fatores, pela matriz extracelular (ECM). No entanto, muito pouco ainda é conhecido sobre a proteômica da matriz óssea durante a mineralização. Nosso objetivo foi a comparação longitudinal do desempenho de osteoblastos em diferentes materiais em termos do volume da mineralização e do status do citoesqueleto de actina, associada à análise proteômica da matriz extracelular. Imagens dos três tipos de superfícies de biomateriais (titânio puro, titânio anodizado e zircônia) foram adquiridas por microscopia confocal 3D e analisadas em termos de rugosidade. Células MC3T3 foram cultivadas na superfície dos biomateriais durante 7, 14 e 21 dias, com meio osteogênico contendo calceína. As células foram então fixadas, coradas com faloidina-rodamina e DAPI, e levadas ao microscópio confocal de varredura a laser. A quantificação da mineralização e do citoesqueleto de actina foi feita por uma nova técnica, baseada em imagens 3D. Para a análise proteômica, os espécimes foram lavados, descelularizados e a matriz extracelular foi coletada em solução tampão. A superfície de titânio anodizado é mais porosa quando comparada com a de cp-Ti e zirconia e apresentou mineralização superior após 21 dias de cultura. O volume dos microtúbulos de actina foi aumentado sobre os três materiais nos primeiros 14 dias, mas no 21º dia houve uma redução relacionada ao aumento da mineralização sobre o titânio anodizado e zirconia. Conclusão: a mineralização superior obtida sobre o titânio anodizado após 21 dias de cultura demonstrou a melhoria provocada pela modificação de superfície. A nova técnica adotada para a quantificação do volume foi útil para fornecer informações sobre o status celular e o desempenho dos biomateriais. Alpha-1_4 glucano fosforilase e glicogênio fosforilase forma cerebral foram sub-expressas sobre a zircônia após 7 e 14 dias de cultura e sobre-expressas sobre o titânio anodizado no 7º dia, sugerindo a influência da rugosidade e composição química da superfície dos materiais no metabolismo de energia. Algumas proteínas relacionadas com o desenvolvimento ósseo, como a TGF- 3, foram encontradas exclusivamente sobre o cp-Ti no 21º dia. A pequena quantidade de proteínas identificadas demonstra que o processo de descelularização adotado foi eficiente em reduzir o conjunto de dados da análise proteômica. Em suma, nossos resultados revelam novos detalhes sobre a osseointegração e como a superfície dos materiais podem afetar esse processo.

Metais são largamente empregados em implantes (endopróteses), principalmente nos que tem finalidade ortopédica. O meio fisiológico representa um meio extremamente agressivo, provocando corrosão que pode resultar em sérios problemas aos pacientes que recebem os implantes. Passou-se a utilizar revestimentos sobre o metal-base de implantes para melhorar a sua resistência à corrosão. Mais recentemente, revestimentos porosos de cerâmica, que permitem ao tecido ósseo um crescimento por entre a porosidade, passaram a ser empregados, pois assim dispensam o uso de cimentos acrílicos na fixação da prótese ao osso. A hidroxiapatita (HA) é um dos revestimentos cerâmicos cuja aplicação comercial tem crescido bastante, principalmente em cirurgias de substituição total de quadril (total hip replacement). A corrosão eletroquímica em metais comumente empregados em endopróteses e que aceitam o revestimento de hidroxiapatita (aços inox F138 grau 2, 316L grau 1 e liga Co-Cr-Mo F75)foi estudada, de forma a determinar se este tipo de revestimento influi ou não na corrosão. Através de testes, e análises metalográficas e de microscopia eletrônica de varredura, foi analisada a corrosão destes materiais em dois meios fisiológicos (Soro Bovino e Soro Fisiológico), comparando-se os resultados obtidos com e sem revestimento de hidroxiapatita. / MetaIs are widely used in implants (endoprostheses), mainly in orthopedic ones. The physiologic solution is very aggressive, and promote the metal corrosion, that may drive the patient that receive the implant to serious complications. Coatings over the base metal are being applied to improve the corrosion resistance. Recently, ceramic porous-coating began to be used. This kind of coating allows the bone tissue to ingrowth into the pores of HA-coated, and so avoid the use of acrylic cements do bind the protesis to the bone. The hidroxiapatite (HA) is one of the ceramic coatings that the commercial use have been growing, mainly in total hip replacement surgeries. The Electro-Chemical corrosion in the most common metaIs used in endoprostheses, that accept the HA-coat was studied (stainless steels F138 grade 1 and 316L grade 2 and F75 Co-Cr-Mo alloy). By this way, this study aimed to tell if the HA-coat has any influence in the corrosion rate. Trough chemical-electro corrosion tests, and metallographies, and electronic microscopy, the corrosion of these metaIs was analyzed in two different physiologic solutions, confronting the results between HA-coated and non coated samples. Coated samples had, in both solutions, a lower corrosion rate. The bovine solution was more agressive between non coated samples. But fisiologic solution was more agressive with coated samples. Between coated samples, F75 alloy had the lower corrosion rate. But F138 stainless steel without coating was the less corroded.

A utilização de biomateriais para os mais diversos destinos no corpo humano, tem tido uma ascensão considerável nessas últimas décadas, devido a inúmeras necessidades, como por exemplo, assistência às pessoas com patologias ósseas, acidentes automotivos, estética bucal entre outras. Ainda assim, existe a necessidade de se desenvolver novos materiais de aplicação biomédica, melhorando suas propriedades e permitindo o aperfeiçoamento de dispositivos. A biocompatibilidade é parte integrante dos processos de validação destes materiais, onde testes in vitro e in vivo são realizados. Esse trabalho avaliou a biocompatibilidade de ligas de titânio através dos testes de: hemocompatibilidade, citotoxicidade, toxicidade sistêmica e lavado peritoneal feito em ratos, que entraram em contato com extratos originados do eletrólito: saliva artificial mais associações com fluoreto de sódio, após contato com as ligas metálicas de Ti-6Al- 4V (parâmetro para os testes) e Ti- 10Mo (liga em teste). A liga Ti-10Mo e seus extratos demonstraram um comportamento de biocompatibilidade, sugerindo uma possível aplicação para a odontologia. / Biomaterial applications have increased in the last decade, since bone diseases, injury from accidents have reached an increasing number of people. In dentistic, biomaterials have also large use as to estetic application as well to recuperate the function. New biomaterials have been studied in order to get better mechanical properties allowing better performance of the biomedical device. Biocompatibility studies are part of the validation processes and in vivo testes and in vitro testes are carried out. The present work evaluated biocompatibility of Ti alloys through: haemocompatibility, cytotoxicity, systemic toxicity and washed peritoneal tests. Those tests were performed in rats which were in contact with extracts made from artificial salive plus NaF (low concentrations) with Ti-6Al-4V alloy (control test) and Ti-10Mo (under test). Alloy under test and its extracts shown biocompatible behavior suggesting for odontological applications.

Os tratamentos para a hipersensibilidade dentinária (HD) não exibem efetividade em longo prazo, o que justifica a busca por novos tratamentos. O uso do biovidro por ser um material bioestimulador com capacidade de promover deposição de hidroxiapatita seria um tratamento promissor na redução da HD em longo prazo. Neste sentido, o objetivo deste estudo foi comparar in vitro o efeito do pó de biovidro associado a diferentes veículos na obliteração de túbulos dentinários expostos antes e após desafio erosão/abrasão (DEA). Dois fragmentos da porção cervical da raiz de 36 dentes humanos uniradiculares tiveram o cemento removido com curetas periodontais. A seguir, para mimetizar a HD, a dentina exposta foi tratada com ácido fosfórico a 37% por 1 min para abertura dos túbulos. Os fragmentos foram distribuídos nos seguintes grupos experimentais (n=12): G1: Controle: nenhum tratamento adicional; G2: biovidro com ácido fosfórico a 30%; G3: Gluma Desensitizer; G4: Gluma Desensitizer com biovidro; G5: irradiação com laser de Nd:YAG e G6: biovidro com irradiação com o laser de Nd:YAG. A irradiação com laser de Nd:YAG (1.064 nm; 1,0 W, 15 Hz, 66 mJ) foi realizada por 10 s por quatro vezes, com intervalos de 10 s, no modo contato e em varredura. Após a realização dos tratamentos dos diferentes grupos experimentais todos os espécimes ficaram armazenados em saliva artificial por 14 dias. Os dois fragmentos de uma mesma raiz foram submetidos ao mesmo tratamento e, de forma aleatória, um fragmento foi submetido ao DEA e o outro não. Este desafio foi realizado por meio da imersão dos espécimes em ácido cítrico a 1 % (pH 3,75), por 2 min, seguido da imersão em 15 ml de saliva artificial por 60 min. Após, os espécimes foram submetidos à escovação (270 ciclos em suspensão de dentifrício e saliva artificial para cada espécime) e à lavagem ao final deste DEA. Estes procedimentos foram repetidos 3 vezes ao dia por 3 dias. Então, estes espécimes foram armazenados em saliva artificial por 24 h. Após as incubações em saliva artificial todos os espécimes dos diferentes grupos experimentais foram preparados para análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As eletromicrografias de varredura foram analisadas qualitativamente e quantitativamente, onde a área relativa de túbulos abertos em relação à área total das imagens com e sem DEA foram comparadas pelo teste ANOVA complementado pelo teste de Tukey (p<0,05). As maiores alterações morfológicas da dentina apareceram nos grupos Nd:YAG e o grupo biovidro + ácido fosfórico a 30%. Os grupos Nd:YAG não foram considerados na análise qualitativa porque a irradiação não aconteceu de forma homogênea. O grupo Gluma sem DEA apresentou área relativa de túbulos abertos significantemente menor que todos os outros grupos com e sem DEA. Houve uma tendência de redução de área relativa de túbulos dentinários abertos nos grupos com biovidro após o DEA, especialmente no grupo biovidro + ácido fosfórico a 30%. Conclui-se que o pó de biovidro nos diferentes veículos testados não foi capaz de induzir a obliteração dos túbulos dentinários expostos. / Treatments for dentin hypersensitivity (DH) do not exhibit long-term effectiveness, what boost the search for new treatments. The use of bioglass that is a biostimulator material with the ability to promote hydroxyapatite deposition would be a promising treatment for long term DH reduction. In this sense, the aim of this study was to compare the in vitro effect of a bioglass powder in different vehicles for closing exposed dentinal tubules before and after an erosion / abrasion challenge. Two fragments of the cervical portion of the root were obtained from 36 single-rooted human teeth. The cementum was removed with periodontal curettes. Then, to mimic the DH, the dentin was treated with 37% phosphoric acid for 1 min to open the tubules. The fragments were assigned to two experimental groups (n = 12): G1: Control: no additional treatment; G2: bioglass with 30% phosphoric acid, G3: Gluma Desensitizer; G4: Gluma Desensitizer with bioglass; G5: Nd:YAG laser irradiation and G6: bioglass with Nd:YAG laser irradiation. Irradiation was performed with Nd: YAG laser (1.064 nm, 1.0 W, 15 Hz, 66 mJ, 10s, four times with 10s- intervals between them) in scanning and contact mode. After the treatments, all specimens from different experimental groups were stored into artificial saliva for 14 days. The two fragments of the same roots received the same treatment and at random, one fragment was submitted to erosion/abrasion challenge and the other not. This challenge was carried out by the immersion of the specimens into a 1% citric acid solution (pH 3.75) for 2 min, followed by immersion into 15 ml of artificial saliva for 60 min. Next, the specimens were submitted to brushing (270 cycles in slurry of toothpaste and artificial saliva for each specimen) and washed in the end of this challenge. These procedures were repeated three times a day for 3 days. Then, the specimens were stored in artificial saliva for 24 h. After incubations in artificial saliva all specimens of different experimental groups were prepared for morphological analysis by scanning electron microscopy (SEM). The scanning electron micrographs were analyzed qualitatively and quantitatively, and the relative area of open tubules in relation to the total area of the images with and without the erosion/abrasion challenge were compared by using the Student´s t test (p < 0.05). The major morphological changes of the dentine were observed in the Nd:YAG groups and in the bioglass + 30% phosphoric acid group. The Nd:YAG groups were not considered for qualitative analysis because irradiation was uneven. The Gluma group without erosion/abrasion challenge showed relative area of open tubules significantly lower than those of all other groups with and without erosion/abrasion challenge. We conclude that the bioglass powder in different vehicles did not induce obliteration of exposed dentinal tubules.

Body dissatisfaction (BD) is a condition derived from negative thoughts and feelings about one's body and is a core symptom of the eating disorder anorexia nervosa (AN). Beingdissatisfied with one’s body is highly present in women and to some extent men. This might be a result of a skewed ideal in combination with social influences. In recent year, research on neurobiological risk factors as well as neuroscientific and cognitive mappings of AN and BD have gained traction, particularly when it comes to studies using neuroimaging- techniques and cognitive tests. Studies have identified brain regions (insular cortex, anterior cingulate cortex, parietal cortex, amygdala, dorsolateral and orbitofrontal areas of the prefrontal cortex) associated with the processing of body shape as well as dysfunctional processing of self-image and body satisfaction. Structural imaging studies of AN patients using CT and MRI have, in many cases, found reduced cerebral volume, increased spinal fluid (CSF) and enlarged ventricles. Usually, food and water restriction has been seen as the cause, and structural deficits in AN patients have shown to improve with weight gain after long-term recovery.