Este trabalho apresenta a preparação e caracterização de materiais compósitos baseados na mistura (blenda) de poli (ácido lático) PLA e poli (adipato co-tereftalato de butileno) PBAT reforçados com bio-hidroxiapatita \"HAp\", obtida a partir de cascas de ovos brancos de galinha. A obtenção de HAp foi realizada por via úmida, reação ácido-base. Primeiramente, foi obtido o bio-carbonato de cálcio a partir das cascas de ovos brancos de galinha, seguido de um ciclo térmico de aquecimento a 800 °C para a conversão em óxido de cálcio, o qual posteriormente foi sinterizado a 900 °C para a obtenção da HAp. Os materiais compósitos de PLA/PBAT reforçados com 1, 3 e 5 %, em massa, de HAp em pó, com tamanho de partículas iguais ou menor que 10 μm, foram preparadas pelo processo de extrusão utilizando-se uma extrusora de dupla-rosca. Após o processo de extrusão, os materiais foram alimentados ao funil de alimentação de uma injetora de laboratório para a obtenção dos corpos de prova para os ensaios de caracterização. Parte dos corpos de prova foram submetidos à esterilização por radiação gama (radioesterilização), utilizando-se feixe de elétrons de alta energia, gerados em um acelerador de elétrons industrial, de 1,5 MeV, à temperatura ambiente e na presença de ar, com dose de radiação de 25 kGy. As amostras de HAp foram caracterizadas por meio dos ensaios de difração de raios X (DRX), espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria (TG) e microscopia eletrônica de varredura com fonte de emissão de campo (MEV-FEG). O PLA/PBAT puro e seus compósitos não irradiados e irradiados foram caracterizados por meio dos ensaios de DRX, TG, MEV-FEG, calorimetria exploratória diferencial (DSC), temperatura de distorção térmica (HDT), ponto de amolecimento Vicat, resistência à tração, à flexão e ao impacto Izod, validação do processo de esterilização (teste de carga microbiana (Biocarga ou Bioburden) e ensaios de esterilidade) e citotoxicidade \"in vitro\" pelo método de incorporação do vermelho neutro para avaliação da biocompatibilidade das amostras. As análises de DRX da HAp mostraram os picos característicos presentes na fase amorfa da HAp; os picos e bandas largas pertencentes aos grupos moleculares da HAp foram identificados por meio da análise por FTIR; a estabilidade térmica da HAp obtida foi confirmada por termogravimetria, a qual mostrou uma pequena perda de massa com o aumento da temperatura, devido à queima do solvente, evaporação de água e queima de materiais orgânicos presentes na amostra de HAp, as imagens obtidas por MEV-FEG mostraram estruturas irregulares características da HAp. A incorporação de HAp na blenda de PLA/PBAT promoveu ganhos superiores a 10 % na temperatura de distorção térmica e no ponto de amolecimento Vicat original da blenda, aumento superior a 15 % nas propriedades mecânicas de resistência à tração e à flexão, e aumento superior a 10 % a resistência ao impacto Izod, melhorando suas propriedades de forma significativa quando comparado a blenda de PLA/PBAT. Os testes de carga microbiana e esterilidade mostraram que a dose de radiação de 25 kGy aplicada foi eficaz para a esterilização das amostras dos materiais. Todas as amostras apresentaram-se biocompatíveis em ambiente celular pelo teste de citotoxicidade \"in vitro\", apresentando potencial para estudo \"in vivo\". / This work presents the preparation and characterization of composites based on blends of poly (lactic acid) - PLA and poly (adipate co-terephthalate of butylene) - PBAT reinforced with bio-hydroxyapatite \"HAp\", obtained from avian eggshells waste of white color. The HAp was obtained by the wet chemical method from the acid-base reaction. Firstly, the bio-calcium carbonate (bio-CaCO3) was obtained from the avian eggshells waste. The bio-CaCO3 was submitted to a heating cycle at 800 °C in order to convert bio-CaCO3 in the bio-calcium oxide, which was then sintered at 900 °C and the bio-HAp was obtained. PLA/PBAT reinforced with 1, 3 and 5 % in weight of HAp, particle size ≤ 10 μm, were prepared by the extrusion process using a twin-screw extruder. After the extrusion process, the PLA/PBAT blend and its composites were fed into a laboratory injection molding machine and the specimens test were obtained for the characterization tests. Part of the specimens was submitted to sterilization by gamma radiation (radio-sterilization) with electron-beam using an industrial electron accelerator of 1.5 MeV, at the radiation dose of 25 kGy, room temperature and in the presence of air. HAp was characterized by X ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetry (TG) and scanning electron microscopy with field emission source (FE-SEM) analysis. The blends and composites (non-irradiated and irradiated samples) were characterized by XRD; TG; FE-SEM and differential scanning calorimetry (DSC) analysis. The thermal distortion temperature (HDT), Vicat softening temperature, tensile, flexural, and impact Izod tests were also carried out. The validation of materials sterilization process (Bioburden tests) and cytotoxicity test \"in vitro\" to evaluating the biocompatibility of the material composites were also made. XRD analyzes results showed a characteristic peak in the amorphous phase of HAp. FTIR analysis identified broad peaks and bands belonging to the molecular groups of HAp. The thermal stability of the HAp was confirmed by the TG analysis, which showed a small loss of mass with the increase of temperature due to the burning of solvents, water evaporation and burning of organic materials present in the sample of HAp. The FE-SEM images showed irregular structures characteristic of HAp. Regarding the PLA/PBAT/HAP composites, it can be observed increases up to 10 % in thermal distortion temperature and Vicat softening temperature, higher than 15 % in the tensile and flexural strength, and higher than 10 % in the Izod impact when compared with neat PLA/PBAT blend. The bioburden tests showed that radiation dose of 25 kGy was effective for sterilization of the materials. The results of the cytotoxicity test \"in vitro\" showed that all samples are biocompatible in the cellular environment, and therefore, presents a potential for \"in vivo\" study.

Introdução: Produtos confeccionados a partir de materiais não biodegradáveis têm trazido um grande problema para a sociedade nos dias de hoje. A facilidade de utilização e manipulação dos produtos descartáveis leva a um aumento do consumo, podendo gerar danos para o meio ambiente, quando não há forma eficiente para o tratamento do mesmo. Materiais como fraldas, absorventes e curativos são exemplos de bens de consumo que apresentam Poliacrilato de Sódio, o qual é um polímero superabsorvente não biodegradável, como o principal constituinte destes produtos. O Poliacrilato de Sódio tornou-se muito conhecido a partir da década de 80 quando as fraldas descartáveis começaram a ser comercializadas. Atualmente, são consumidas aproximadamente 18 bilhões de fraldas todos os anos, apenas nos Estados Unidos. Devido aos impactos ambientais que este composto tem gerado, a ciência tem buscado polímeros que possam substituir o Poliacrilato de Sódio nas suas principais características, como superabsorção e alta cinética de intumescimento. Objetivo: No âmbito de desenvolver materiais que possam substituí-lo, buscou-se, neste trabalho, um monômero que apresentasse, em sua molécula, a presença de cadeia carboxílica a qual é a parte altamente hidrofílica. Metodologia: Neste trabalho, foi explorado o monômero de ácido Itacônico como possível substituinte do Poliacrilato de Sódio. Esta substância, além de ser caracterizada pela presença de estruturas hidrofílicas, também é biodegradável. Foram feitas análises de grau de intumescimento do material tanto na forma de gel quanto na forma microgel. A morfologia e a biodegradabilidade do material também foram estudadas. Concomitantemente, foi realizada a padronização do Poliacrilato de sódio para que este fosse utilizado como instrumento comparativo para a avaliação do grau de intumescimento, morfologia e degradabilidade. Hidrogéis de ácido itacônico foram assim analisados e avaliados com o hidrogel de poliacrilato de sódio e os resultados comparados. Resultados: Embora o grau de intumescimento do gel de ácido itacônico não tenha alcançado o mesmo grau de intumescimento do gel de poliacrilato de sódio, os resultados foram bons, uma vez que houve grande absorção de solução pelo gel de ácido itacônico. Além disso, sua biodegradabilidade mostrou resultados fascinantes pela rapidez de degradação e formação de fungos nas amostras. Contudo, são necessários mais estudos, uma vez que a reprodutibilidade do grau de intumescimento do gel 12,5% não foi satisfatória em outros experimentos. Outro obstáculo encontrado no estudo foi a necessidade de se obter uma técnica melhor para a análise da cinética de intumescimento dos géis dos polímeros usados no estudo. A seleção de um polímero ou monômero ideal deve ser caracterizada pela superabsorção, alta cinética de intumescimento, baixo custo, curto tempo de manipulação, baixa toxicidade e biodegradabilidade. Embora as pesquisas sobre o ácido itacônico ainda se encontram em andamento, ele é considerado uma substância promissora para o futuro dos materiais biodegradáveis. / Introduction:Products made from non-biodegradable materials have brought a major problem for society. The easiness of the utilization and manipulation of disposable products leads to an increased consumption, and, consequently, damages to the environment. Besides, most of the discharged of these materials have no efficient treatment affecting the modern society. Materials such as diapers, sanitary napkins and dressings are examples of consumer goods which contain in their main structure sodium polyacrylate, a non-biodegradable superabsorbent polymer. Since 1980, sodium polyacrylate has become well known when disposable diapers began to be marketed. Nowadays, superabsorbent components mainly diapers are consumed in large scale reaching about 18 billion diapers consumed every year only in the U.S. Due to the environmental impacts that sodium polyacrylate has generated, science has sought polymers that can replace sodium polyacrylate in its main features such as high swelling degree and swelling kinetics. Goal: In the ambit to develop materials that can replace sodium polyacrylate, this work focuses on a monomer that has in its molecule, the presence of carboxylic chain which is a highly hydrophilic part. Methodology: In this work it was searched the monomer of itaconic acid as a possible material to replace sodium polyacrylate. This monomer not only has hydrophilic structure in its molecule, but also is biodegradable. During the program, it was made analyses of swelling degree both in gel and in microgel forms. The morphology of its structure and the biodegradability were also studied. Concomitantly, it was made the standardization of sodium polyacrylate to be utilized as a comparative instrument assessing the high swelling degree, morphology and degradability. Itaconic acid hydrogels were analyzed and assessed and the outcomes compared with sodium polyacrylate. Results: Although the swelling degree of itaconic acid has not reached similar results to sodium polyacrylate, the results can still be considered good since the swelling degree of itaconic acid was high. Furthermore, its biodegradability showed excellent results due to the short time of degradation and fungus formation in all samples. However, more studies are necessary, inasmuch as the reproducibility of swelling degree of the itaconic acid 12.5% gel was not satisfactory enough in other experiments. Another obstacle encountered in the study has been the need for a more precise technique for the analysis of the swelling kinetics of the polymers used. The selection of an ideal polymer must present high swelling degree, high kinetics of swelling, low cost, short handling time, low toxicity and high biodegradability. Although the researches about the Itaconic acid have still been undertaken, it is considered a promising substance for the future of biodegradable material.

A busca por um material de enxertia que se adapte às necessidades do cirurgião bucomaxilofacial e também que proporcione ao paciente retorno de sua função com menores danos possíveis, tem sido incessante. O enxerto autógeno é ainda hoje considerado padrão ouro devido suas propriedades, porém, ele apresenta algumas desvantagens, sendo que as maiorias de suas complicações estão associadas ao leito doador. Atualmente, a engenharia de biomateriais trabalha com o desenvolvimento de novos materiais e recursos principalmente na área de regeneração tecidual. Neste contexto, scaffolds de origem natural ou sintética com o propósito de promover a regeneração de tecidos tem sido amplamente estudados. O objetivo desse estudo foi avaliar in vitro o comportamento biológico quanto à viabilidade, proliferação celular, adesão e potencial de diferenciação de células tronco de polpa dentária humana cultivadas sobre amostras de scaffold composto por uma nova blenda de poli ?-caprolactona/poli (rotaxano). Células tronco de polpa dentária de molares humanos (hDPSCs) foram cultivadas a partir de amostras congeladas e re-caracterizadas. As células foram semeadas sobre amostras dos scaffolds e sob lamínulas de vidro e cultivadas em diferentes meios: clonogênico, mineralizante e condicionado pelo extrato do biomaterial por 1,3,7,14 e 21 dias. Foram avaliadas as curvas de crescimento e viabilidade celulares, a atividade de fosfatase alcalina, a formação de nódulos de mineralização. A adesão celular foi observada por microscopia eletrônica de varredura até o cultivo de 7 dias. Os scaffolds eram lisos, flexíveis e mostraram-se anfifílicos com características físicas de fibras dispostas aleatoriamente e poros interconectados com diâmetro médio de 13,5?m e abertura com área média de 87,14µm2. As hDPSCs expressaram níveis típicos de marcadores de superfície de células-tronco mesenquimais. Não houve inibição de crescimento celular na interface com o biomaterial. As curvas de crescimento e viabilidade mostraram-se mais significativas (p<0.01), especialmente em 7 dias, para as culturas sobre os scaffolds em meio clonogênico. Resultados semelhantes foram observados com o meio mineralizante (p<0.05). Houve maior formação de nódulos de mineralização nas culturas com a presença dos scaffolds, ou seja, o biomaterial estimulou a diferenciação celular. Em microscopia eletrônica de varredura as células mostraram-se aderidas até o período de 7 dias com formação de lençóis sobre os scaffolds. A blenda de poli £-caprolactona/poli (rotaxano) apresentou biocompatibilidade in vitro, revelando aspectos promissores de serem funcionalizadas por células tronco derivadas de polpa dentária humana com potencial de uso como biomaterial bioativo para bioengenharia de tecido ósseo. / The search for a graft material that provides patient with rehabilitation with little damage and also suits maxillofacial surgeon needs has been incessant. Autogenous bone is still considered the gold standard for grafting because of its properties, although it has some disadvantages and the majority of its complications are associated with the donor site. Currently, bioengineering develops new materials and resources primarily for tissue regeneration area. In this context, scaffolds of natural or synthetic origin with the purpose of promoting tissue regeneration have been widely studied. The aim of this study was to evaluate in vitro biological behavior as viability, cell proliferation, adhesion and potential of stem cell differentiation of human dental pulp grown on scaffold samples composed of a new blend of poly £-caprolactone/poly(rotaxano). Dental pulp stem cells obtained from human molars (hDPSCs) were grown from frozen samples and re-characterized. Cells were seeded onto scaffolds samples or glass coverslips and cultured in different media: clonogenic, mineralizing and conditioned by the biomaterial extract per 1,3,7,14 and 21 days. Cells growth curves and viability, alkaline phosphatase activity, formation of mineralized nodules were assessed. Cell adhesion was observed by scanning electron microscopy up to 7 days cultures. Scaffolds were flat, flexible and proved to be amphiphilic with physical characteristics of randomly arranged fibers and pores interconnected with an average diameter of 13,5?m and aperture average area of 87,14µm2. The hDPSCs expressed typical levels of mesenchymal stem cell surface markers. There was no inhibition of cell growth at the biomaterial interface. The growth rates and viability were more significant (p <0.01), especially in 7 days, to cultures over scaffolds in clonogenic medium. Similar results were observed with the mineralizing medium (p <0.05). There formation of mineralized nodules was increased in the cultures in the presence of scaffolds, in other words, the biomaterial stimulated cell differentiation. In scanning electron microscopy the cells were shown to be attached until 7-day period with formation of sheets over the scaffolds. The blend of poly ?-caprolactone/poly(rotaxano) shows biocompatibility in vitro, revealing promising aspects to be functionalized by stem cells derived from human dental pulp with potential to be used as bioactive biomaterials for bone tissue bioengineering.

Dentre as principais propriedades que devem ter os implantes ortopédicos, tem-se a resistência à corrosão. Os implantes passam por um processo de marcação antes de serem esterilizados, cuja função é prover a identificação e rastreabilidade do produto. Este trabalho teve o objetivo de avaliar o efeito de duas técnicas de marcação, mecânica e a laser, na resistência à corrosão do aço inoxidável austenítico ABNT NBR ISO 5832-1, um dos mais utilizados no Brasil na fabricação de próteses. Os ensaios eletroquímicos realizados constaram de monitoramento do potencial de corrosão em circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica, determinação das propriedades eletrônicas do filme passivo via abordagem de Mott-Schottky, medidas de polarização potenciodinâmica cíclica e a técnica eletroquímica de varredura com eletrodo vibrante (SVET), à temperatura de 37°C. O eletrólito utilizado foi uma solução salina de fosfato tamponada de pH 7,4. Foram realizadas análises por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, SEM-FEG e, microscopia eletrônica de transmissão. Constatou-se que a marcação a laser diminui a resistência à corrosão por pite ao alterar significativamente as características do filme passivo, quando comparada à marcação mecânica e ao material sem marcações. Foram observadas inclusões de óxidos que foram colocadas em relevo pela dupla incidência do feixe de laser. O ataque da matriz de aço no entorno das inclusões de óxidos promove a formação de micro-frestas entre esta e as inclusões favorecendo o crescimento e a propagação do pite. Este foi o mecanismo proposto para explicar a maior susceptibilidade à corrosão localizada nas áreas afetadas pela marcação a laser. / Among the most important properties that orthopedic implants should have, is the corrosion resistance. The implants undergo a process of marking before being sterilized, whose function is to provide identification and traceability. This study evaluated the effect of two marking techniques, mechanical and laser, on the corrosion resistance of austenitic ISO 5832-1 stainless steel, the most commonly used material in Brazil on the manufacture of implantable medical devices. The electrochemical tests performed consisted of monitoring the corrosion potential in open circuit, electrochemical impedance spectroscopy, determining the electronic properties of passive film via Mott-Schottky approach, and cyclic potentiodynamic polarization measurements and scanning vibrating electrode technique (SVET) at the temperature of 37 ° C. The electrolyte used was a naturally aerated phosphate buffered solution, pH 7,4. Analyzes were performed by optical microscopy, scanning electron microscopy, SEM-FEG, and transmission electron microscopy. The results indicated that the laser marking process increases the susceptibility to pitting corrosion by significantly altering the characteristics of the passive film, as compared to the material without marks and mechanically marked. Oxide inclusions were observed placed into relief by the double incidence of the laser beam. The attack of the steel matrix surrounding the inclusions of oxides promotes the formation of micro-crevices between this and the inclusions favoring the growth and propagation of pits. This was the mechanism proposed to explain the increased susceptibility to localized corrosion in areas affected by the laser marking process.

O polissacarídeo quitosana é usado em aplicações biológicas, tais como entrega de drogas e engenharia de tecidos como matriz para o crescimento celular, devido à sua biocompatibilidade e biodegradabilidade. Uma das suas utilizações mais frequentes é na forma de membranas obtidas por casting com poli (etileno glicol) (PEG). Neste trabalho, membranas de quitosana-PEG foram modificadas e otimizadas com filmes nanoestruturados de concanavalina A (Con A) e jacalina. O processo de purificação não afetou as propriedades da quitosana, tais como cristalinidade, tamanho de cristalitos, grupos funcionais e grau de acetilação. A única exceção foi a diminuição da massa molecular, provavelmente pela quebra de cadeias por adição de ácido acético à solução. As membranas fabricadas com mistura de quitosana e PEG exibiram superfície mais rugosa, porosa, com energia de superfície mais elevada do que aquelas com quitosana pura. Misturas com 20 e 30% de PEG foram testadas, sendo as que contêm 20% mais adequadas para a funcionalização, devido ao maior tamanho dos poros, de acordo com imagens de microscopia de força atômica. Na funcionalização das membranas de quitosana-PEG com proteínas, o objetivo é obter a cobertura mais uniforme com maior energia de superfície. No processo de otimização, a deposição do filme nanoestruturado de proteína foi confirmada com PM-IRRAS, espectroscopia de fluorescência e dicroísmo circular, e a energia de superfície foi calculada usando o modelo de Owens- Wendt-Rabel-Kaelble a partir dos ângulos de contato para diferentes líquidos. Para Con A e jacalina, propriedades otimizadas foram obtidas com a menor concentração de proteína testada, 0,1 mg/mL, para um tempo de adsorção de 90 minutos. Além disso, o filme de jacalina levou à maior energia de superfície, ou seja, 56,7 mJ/m², comparado com 55,9 mJ/m² para amostras modificadas com Con A. Além disso, sob essas condições de otimização, a atividade da proteína foi mantida por 4 semanas para membranas armazenadas a 4ºC. Portanto, as membranas funcionalizadas são promissoras para crescimento celular e aplicações de engenharia de tecidos / The polysaccharide chitosan is used in various biological applications such as drug delivery and especially in tissue engineering as a matrix for cell growth due to its biocompatibility and biodegradability. One of its most frequent uses is in the form of membranes made via casting blended with poly(ethylene glycol) (PEG). In this work, chitosan-PEG membranes were optimized and modified with nanostructured films of concanavalin A (Con A) and jacalin. The purification process did not affect the chitosan properties, such as crystallinity, crystallite size, functional groups and degree of acetylation. The only exception was a decrease in the molecular mass, probably owing to chain scission by addition of acetic acid to the solution. The membranes made with chitosan and PEG exhibited a rougher, porous surface, with higher surface energy than those with neat chitosan. Blends with 20 and 30% PEG were tested, and those with 20% were considered as more suitable for functionalization owing to the larger size of the pores, according to atomic force microscopy images. The functionalization of the chitosan-PEG membranes with the proteins is aimed at achieving the most uniform coverage with the highest surface energy. In the optimization procedure, the deposition of the protein nanostructured film was confirmed with PM-IRRAS, fluorescence spectroscopy and circular dichroism, while the surface energy was calculated using the Owens-Wendt-Rabel-Kaelble model and the measured contact angles for several liquids. For both Con A and jacalin, optimized properties were obtained with the lowest protein concentration tested, viz. 0.1 mg/mL, for an adsorption time of 90 min. Furthermore, the jacalin film led to the highest surface energy, namely 56.7 mJ/m², to be compared with 55.9 mJ/m² for samples modified with Con A. Under these optimized conditions, the protein activity was kept for ca. 4 weeks if the coated membranes were stored at 4ºC. Therefore, the functionalized membranes are promising for cell growth and tissue engineering applications

Os hidrogéis foram obtidos a partir de material polimérico reticulado por processo de radiação ionizante de acordo com a técnica de Rosiak. Nos últimos 40 anos o uso dos hidrogéis têm sido investigado para diversas aplicações como curativos. Neste trabalho foram sintetizadas membranas de hidrogéis com poli(N-2- pirolidona) (PVP), poli(álcool vinílico) (PVAl), quitosana e argila laponita em encapsulamento do fármaco para liberação controlada de glucantime sobre a superfície cutânea de tecidos lesados por leishmaniose. O tratamento tradicional dos pacientes infectados pelos parasitas é feito com antimoniato pentavalente de forma injetável. Entretanto estes antimoniatos são muito tóxicos e provocam efeitos colaterais nestes pacientes, além disso, pacientes portadores de doenças cardíacas e renais não podem fazer uso deste tratamento. No tratamento com membranas de hidrogéis aplicadas na superfície de tecidos lesados pela leishmaniose, o fármaco é liberado diretamente no ferimento de forma controlada, diminuindo os efeitos colaterais. As membranas preparadas neste trabalho foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), análise de termogravimetria (TG), intumescimento, fração gel, espectroscopia no infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM). As caracterizações funcionais foram feitas com teste de citotoxicidade e de liberação do fármaco in vitro e in vivo, de acordo com o protocolo de ética do Instituto de Medicina Tropical do Hospital das Clinicas da Faculdade de Medicina da USP. O teste \"in vivo\" dessas membranas provou ser eficiente na liberação controlada de fármacos diretamente nas superfícies lesadas pela leishmaniose. Nos testes \"in vivo\" as membranas de PVP/PVAl/argila 1,5% e glucantime apresentaram evidente contribuição para redução do ferimento chegando a uma cura clínica. / Polymeric Hydrogels formed by crosslinked polymeric chains were obtained by ionizing radiation process according to Rosiak technique. In the last 40 years the use of hydrogels has been investigated for various applications as curatives. In this work hydrogel membranes were synthesized with poly (N-2-pyrrolidone) (PVP), poly (vinyl alcohol) (PVA), chitosan and laponita clay for use as a vehicle for controlled glucantime release on the surface of skin tissues injured by leishmaniasis. Leishmaniasis is a disease caused by a protozoan parasite of the genus Leishmania transmitted by the bite of phlebotomies sandfly. The traditional treatment of patients infected by these parasites is done with pentavalent antimony in injectable form. However, these antimonates are highly toxic and cause side effects in these patients. In addition, patients with heart and kidney disease can not use this treatment. In treatment with drug delivery hydrogel membrane applied on the surface of leishmaniasis injured tissues the drug is released directly to the wound in a controlled manner, reducing the side effects. Membranes prepared in this study were characterized by X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TG), swelling, gel fraction, infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The characterizations of cytotoxicity and drug release were made \"in vitro\" and \"in vivo\" with functional test according to ethical protocol of the Division of Infectious and Parasitic Diseases at the Hospital of Clinics, São Paulo University-School of Medicine, University. The \"in vivo\" test of these membranes proved to be effective in controlled release of drugs directly into leishmaniasis damaged tissues. Results of \"in vivo\" tests using PVP/PVAl / clay 1,5% and glucantime membrane showed remarkable contribution to wound reduction and cure in clinical therapy.

O presente trabalho sugere a substituição da sílica comercial pela sílica obtida da casca de arroz como fonte alternativa para obtenção do dissilicato de lítio, material que pode ser utilizado em aplicações odontológicas. Para esse fim foram desenvolvidos materiais com estequiometria base de 33,33%mol. Li2O e 66,67%mol. SiO2 com e sem adição de óxidos complementares, visando à obtenção de vitrocerâmicas de maior tenacidade, por meio das duas fontes de sílica, comercial e da casca de arroz. Como caracterizações iniciais, foram realizadas difrações de raios X (DRX) para as misturas iniciais das matérias-primas antes e após a fusão para obtenção dos vidros. Para o caso dos materiais sem adição dos óxidos, a caracterização quanto à sua devitrificação, foi realizada por análise térmica diferencial (ATD), utilizando diferentes taxas de aquecimento e granulometrias, para ambas as fontes de sílica. Valores de temperatura de pico de cristalização (Tp), sem adição dos óxidos, ficaram na faixa de 640°C para os materiais de ambas as fontes de sílica. Também por ATD foi analisado o fenômeno de devitrificação dos materiais com adição dos óxidos. Além disso, para observar a existência de fases intermediárias no sistema, foram também realizadas análises por DRX com variação térmica. Para visualizar a alteração microestrutural, de acordo com a variação da temperatura de tratamento térmico (TT), fonte de sílica e influência dos óxidos, foram realizadas caracterizações por microscopia eletrônica de varredura (MEV). O comportamento citotóxico dos materiais frente às colônias celulares foi observado por meio do ensaio de citotoxicidade. As propriedades mecânicas, de acordo com as alterações das variáveis estudadas, foram obtidas por meio de cálculos de dureza e tenacidade à fratura por ensaio Vickers. Foram encontrados valores de tenacidade à fratura de aproximadamente 1,75 MPam1/2 para ambas as fontes de sílica, com adição de óxidos a 660°C (TT). Diante dos resultados obtidos é possível afirmar grande potencialidade na substituição da sílica comercial pela sílica da casca de arroz. / This work suggests the replacement of commercial silica by silica obtained from rice husk as alternative source for obtaining lithium disilicate material that can be used in dental application. The lithium disilicate as dental material is a glass-ceramic that has good mechanical properties and chemical stability. For these developments the materials have been obtained using stoichiometry of 33.33%mol. Li2O and 66.67%mol. SiO2, without complementary oxide addition or with, seeking better fracture toughness comportment, to both sources of silica, commercial and from rice husk. As initial characterization X-ray diffraction (XRD) was performed for the mixtures of materials before and after the fusion to obtain the glasses. For materials without oxide addition, the two materials developed were characterized for their devitrification, in other words, the transition from glass to glass-ceramic was observed by differential thermal analysis (DTA), using different heating rates and granulometries. Peak crystallization temperatures (Tp), to both silica sources, heat rate 10°C/min and 1mm of granulometry, was in average values of 640°C. The DTA was used to verify the devitrification in material with oxide addition too. In addition, to observe the possible formation of intermediate phases on stoichiometric system of lithium disilicate, were also carried out high temperature X-ray diffractomery (HTXRD). To view the microstructural changes occurring in the system, according to the variation of heat treatments temperatures (HT), silica source and oxides influence, characterizations were performed by scanning electron microscopy (SEM). The cytotoxic behavior of the materials in cell colonies was observed by the cytotoxicity test. Mechanical properties, Vickers hardness and fracture toughness, were determined by calculus, using Vickers test data. Values of approximately 1.75 MPam½ were obtained for both silica sources with oxide addition to 660°C (HT). Results obtained show great potential in the replacement of commercial silica by rice husk silica.

Microbial infections of medical implants occur in 10% of the more than 20 million surgical procedures carried out annually in the United States. The additional treatments required to address these infections generate more than $11 billion in additional patient costs, increase recovery time, and decrease overall patient quality of life. As the population ages, the number of necessary and voluntary surgical procedures increases; The rate of infection increases proportionately. While treatments are available, the biofilm mode of growth confers resistance to antimicrobial therapies up to 500 times greater than that of planktonic microbes. Currently, the only guaranteed method of removing an established microbial implant infection is through surgical excision of the implant and surrounding tissues. While removing the original infection, additional colonization and pathogenesis may take place. This research explores the a priori assumption that a medical implant infection cannot occur unless a microbial cell is capable of adhering to the implant surface. From that assumption, the following sections will focus primarily on identifying the necessary and sufficient factors influencing microbial adhesion, discretizing those factors into measurable quantities, and developing methods by which those factors may be mitigated or eliminated. Following is a brief summary of each major topic treated within this research period. Development of a Benchmark System: We have characterized the interactions between Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145 and Candida parapsilosis ATCC 90018 using a novel method of cellular immobilization, which emphasizes minimal chemical modification of the cell surface. This research describes the very different force-separation interactions seen between C. parapsilosis and both a common medical implant material (viz., silicone rubber) and a nascent P. aeruginosa biofilm grown on the same material. This study was the first step in developing an ab initio technique which may be used to determine the relative affinity of a microbial cell for an implant material surface. The Role of the Substrate: Microbial adhesion to a medical implant device involves two major components, being the microbe itself, and the substrate to which it adheres. Each of the two has specific and unique surface chemical and textural characteristics which, when combined, allow for microbial colonization and subsequent infection. The goal of this study was to identify correlations between the adhesive strength of Staphylococcus epidermidis to a variety of chemically and texturally distinct substrates, and common surface characterization parameters (e.g., surface roughness and water contact angle). Relationships to adhesive strength did not demonstrate statistically significant or consistent trends. To extend upon the correlation parameters, we have employed a Discrete Bonding Model, which characterizes the surface texture according to Mandelbrot fractal theory. Correlations between the adhesive strength and the observational scale show stronger relationships, indicating a significant contribution of the surface texture to a microbe's ability to colonize a surface. Finding a Surface That Cannot Be Touched: Historically, AFM force-separation curves demonstrating only repulsive behavior on extension of the piezoactuator have been largely ignored, in terms of quantitative modeling of the interactions. In bacterial systems, such behavior describes the majority of the force profiles recorded by the instrument. As a result of the former lack of study, the latter data sets have remained unanalyzed and unanalyzable. Building on existing mathematical models, we have developed an analytical method by which the point of zero separation between a surface (viz., the microbial cell wall) coated with a polymer brush and an AFM probe may be quantitatively identified.

Collagen implants are widely used in clinical practice and are an active area of research. The continued development of collagen-based implants often relies on histological techniques to fully evaluate the host response post implantation. These destructive, end-point analyses limit the rate that data can be obtained from samples. Magnetic resonance imaging has the potential to non-invasively monitor the remodeling of collagen scaffolds. In this study, scaffolds prepared from insoluble bovine collagen, with varied and predictable tissue responses were implanted in rats and evaluated using both histological and MRI techniques. Treatment of scaffolds with a carbodiimide crosslinker was found to slow the degradation and cellular infiltration into the scaffolds compared to uncrosslinked scaffolds. Angiogenesis was observed in core regions of crosslinked scaffolds, but not uncrosslinked scaffolds. Conjugation of chondroitin sulfate to the collagen scaffolds in combination with crosslinking improved both the cellular infiltration and angiogenesis compared to uncrosslinked and crosslinked scaffolds. Correlations between histology and MRI analyses showed that statistically significant relationships existed between cellular density, void area, T2 and apparent diffusion coefficient (ADC) measurements demonstrating that MRI is sensitive to specific remodeling parameters. Understanding the relationship between histology and MRI parameters may be used to help guide the interpretation of MRI data as well as to reliably detect changes within the implants using the MRI data alone, reducing the need for scaffold harvesting and destructive testing.

Devido ao crescente interesse em polímeros biodegradáveis, muitos estudos têm sido realizados a fim de se obter polímeros biodegradáveis com melhores propriedades mecânicas e de processamento. O poli(3-hidroxibutirato) (PHB) tem sido apresentado como um substituto para polímeros não-biodegradáveis em aplicações comerciais. Porém, sua elevada cristalinidade, instabilidade térmica e alto custo de produção são problemas que dificultam sua comercialização. Uma alternativa para modificá-lo e melhorar suas propriedades mecânicas é através de reações de transesterificação com poli(?-caprolactona) (PCL), um poliéster sintético, também biodegradável e com alto potencial para uso como biomaterial. Neste trabalho, realizou-se a extrusão reativa de blendas de PHB e PCL e o copolímero obtido foi caracterizado por ensaios de solubilidade, calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectrometria de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RNM-1H) e de carbono (RNM-13C). Os resultados indicaram que houve modificação do PHB resultando no copolímero PHB-co-PCL, que apresentou menor cristalinidade que os homopolímeros de partida. Com o PHB-co-PCL, foram feitas medidas de viscosidade e ensaios de eletrofiação, variando-se os parâmetros do processo e da solução. As análises por microscopia eletrônica de varredura (MEV) apontaram formação de fibras lisas e uniformes com diâmetros médios entre 900 a 1200 nm. Análise de viabilidade celular confirmou que o material não é citotóxico, favorecendo sua aplicabilidade em mantas porosas na engenharia de tecidos. / Due to the increasing interest in biodegradable polymers, many studies have been conducted in order to obtain biodegradable polymers with improved mechanical and processing properties. The poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) has been proposed as an ideal substitute for non-biodegradable polymers in commercial applications. However, its high crystallinity, thermal instability and high production costs are problems that have limited its commercialization. An alternative to modify it and improve its mechanical properties is through transesterification reactions with poly(?-caprolactone) (PCL), a synthetic polyester, also biodegradable and with high potential for use as a biomaterial. In this work, reactive extrusion of PHB/PCL blend was carried out, and the copolymer was characterized by solubility tests, differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), hydrogen (1H-NMR) and carbon (13C-NMR) nuclear magnetic resonance spectroscopies. The results indicated that PHB was modified, resulting in the copolymer PHB-co-PCL, showing lower crystallinity than the homopolymers. Viscosity measurements of PHB-co-PCL solutions were performed and electrospinning tests were carried out under different conditions. The scanning electron microscopy analysis (SEM) indicated the formation of smooth and uniform fibers, with average diameter between 900-1200 nm. Cell viability analysis confirmed that the material is not cytotoxic, favoring its applicability for the production of porous fiber mats in tissue engineering.