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.

O uso crônico de etanol prejudica diretamente o processo biológico de reparo ósseo, principalmente pela inibição das células osteoblásticas, podendo causar retardo de consolidação ou pseudoartrose. Vários biomateriais naturais ou sintéticos, têm sido utilizados como uma alternativa aos enxertos ósseos. Os biomateriais sintéticos, como o Beta Fosfato Tricálcico (-TCP) são biocompatíveis, biodegradáveis e osteocondutíveis, por orientar as células osteoblásticas, promovendo a neoformação óssea. Sendo assim, objetivou-se avaliar a influência da ingestão crônica de etanol no processo de reparo ósseo de defeitos cranianos tratados com -TCP® comparativamente aos preenchidos com coágulo sanguíneo e a sua interferência sobre a massa corporal. Foram utilizados 40 ratos machos (Rattus norvegicus), distribuídos aleatoriamente em 2 grupos: GAG - receberam água como dieta liquida, e GAL - receberam etanol a 25%. O GAL foi submetido inicialmente à adaptação gradativa ao álcool e depois permaneceu a 25% por 90 dias. Após o término desse período, todos os animais foram submetidos à cirurgia experimental. Nos ossos parietais de cada animal, foram confeccionadas duas cavidades 5,0 mm de diâmetro ao lado da sutura sagital, de forma que o parietal direito foi preenchido com -TCP® e o esquerdo com coágulo. Dessa forma, os grupos GAG e GAL foram divididos de acordo com o preenchimento dos defeitos: GC-AG (Grupo Coágulo Água), GC-AL (Grupo Coágulo Álcool), GB-AG (Grupo Biomaterial Água) e GB-AL (Grupo Biomaterial Álcool). O reparo ósseo foi observado de acordo com o período de eutanásia: 10, 20, 40 e 60 dias após a cirurgia. Após inclusão histológica, as peças foram submetidas à análises histomorfológica e histomorfométrica. Na análise da variação da massa corporal, observou-se que as massas iniciais do GAG foram maiores que GAL e as massas finais de GAG aumentou significativamente apenas em 60 dias e no GAL em todos os períodos. Na análise histomorfológica, observou-se nos períodos iniciais de todos os grupos a presença de tecido conjuntivo fibroso preenchendo toda área central do defeito. Os grupos com os defeitos preenchidos com -TCP apresentaram tecido reacional com as partículas envoltas por células inflamatórias. No período final de análise, observou-se em todos os grupos pequena neoformação óssea com a área central preenchida por tecido conjuntivo fibroso. Nos grupos GC-AL, GB-AG e GB-AL evidência de reação inflamatória menos intensa. Na análise histomorfométrica em relação à influência do tempo na neoformação óssea, os grupos GC-AG e GC-AL apresentaram o mesmo perfil gráfico em todos os períodos exceto 60 dias. O grupo GB-AG houve aumento substancial de neoformação em todo experimento e GB-AL pequeno aumento, mas não foi significante. Em relação à interferência da dieta, observou-se maior percentual de formação óssea nos grupos que consumiram água nos períodos 40 e 60 dias. E em relação ao tipo de preenchimento, observou-se no grupo GC-AG maior formação nos períodos de 20 e 40 dias. Já nos GB-AG e GB-AL a formação foi similar durante todo experimento. Conclui-se que o -TCP® não foi capaz de contribuir para melhor regeneração óssea, apresentando desempenho inferior nos animais que consumiram álcool. / Chronic use of ethanol directly affects the biological process of bone repair, primarily by inhibition of osteoblastic cells. This may cause delayed consolidation or nonunion. Various natural and synthetic biomaterials have been used as alternatives to bone grafting. Synthetic biomaterials such as beta tricalcium phosphate (-TCP) are biocompatible, biodegradable, and osteoconductive, guiding osteoblastic cells and promoting bone formation. Thus, the objective was to evaluate the influence of chronic ethanol intake on the bone healing process of cranial defects treated with - TCP® compared to those filled with blood clot. Forty male rats were used (Rattus norvegicus), randomly divided into two groups: GAG received water as a liquid diet, and GAL received 25% ethanol. The GAL group was initially subjected to gradual adaptation to the alcohol and then maintained at 25% for 90 days. At the end of this period, all animals were submitted to experimental surgery. In the parietal bone of each animal, two cavities were prepared, 5.0 mm in diameter on the side of the sagittal suture, and the right parietal was filled with -TCP® and left to clot. Thus, the GAG and GAL groups were divided according to the filling of defects: GC-AG (Clot Water Group); GC-AL (Clot Alcohol Group); GB-AG (Biomaterial Water Group); and GB-AL (biomaterial Alcohol Group). The bone repair was observed according to the euthanasia period: 10; 20; 40; and 60 days after surgery. After a histological inclusion, the pieces were submitted to histomorphological and histomorphometric analysis. The histomorphological analysis was observed in the initial periods of all groups fibrous connective tissue filling the entire central area of the defect. The groups of defects filled with -TCP showed tissue reaction to particles surrounded by inflammatory cells. At the end of the period of analysis, it was observed that in all groups there was little bone formation, with the central area filled with fibrous connective tissue. In the GC-AL, GB-AG, and GB-AL groups there was evidence of less intense inflammatory reaction. In histomorphometric analysis regarding the influence of time in osteogenesis, the GC-AG and GC-AL groups had the same graphic profile in all periods except 60 days. In the GB-AG group there was a substantial increase of formation in every experiment, and in the GB-AL a small increase, but it was not significant. Regarding the influence of diet, there was a higher percentage of bone formation in the group that consumed water in the 40- and 60-day periods, and in the type of filling, increased formation in the periods of 20 and 40 days was observed in the GC-AG group. In the GB-AG and GB-AL groups, the formation was similar throughout the experiment. It is concluded that the -TCP® was not able to contribute to better bone regeneration, with underperformance in animals that consumed alcohol.

Neste trabalho, a resistência à corrosão in vitro da liga de titânio Ti-13Nb-13Zr, fabricada em laboratório nacional, e destinada a aplicações ortopédicas, foi investigada em soluções que simulam os fluidos corpóreos. Os eletrólitos usados foram solução 0,9 % (massa) de NaCl, solução de Hanks, meio de cultura (MEM), neste dois últimos meios, sem e com adição de peróxido de hidrogênio. A adição de peróxido visou simular condições existentes em caso de processos inflamatórios resultantes de procedimentos cirúrgicos. A resistência à corrosão de ligas já comercialmente consagradas para uso como biomateriais, Ti-6Al-7Nb e Ti-6Al-4V, bem como do titânio puro (Ti-cp), foi também estudada por razões de comparação com a liga Ti-13Nb-13Zr. Foram utilizadas técnicas eletroquímicas e de análise de superfície. As técnicas eletroquímicas consistiram de: (a) medidas da variação do potencial a circuito aberto em função do tempo, (b) polarização potenciodinâmica e (c) espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os diagramas experimentais de impedância foram interpretados utilizando circuitos elétricos equivalentes que simulam modelos de filme óxido de estrutura dupla composta de uma camada interna compacta, tipo barreira, e uma camada porosa mais externa. Os resultados mostraram que a resistência à corrosão deve-se principalmente à camada barreira, e indicaram alta resistência à corrosão de todas as ligas e do Ti-cp em todos os meios estudados. O óxido formado na superfície da liga Ti-13Nb-13Zr, seja naturalmente ou em meios fisiológicos, foi caracterizado utilizando espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que a presença de peróxido de hidrogênio em MEM promove o crescimento da camada porosa e incorporação de íons minerais, além de favorecer a formação de hidroxiapatita. A citotoxicidade da liga Ti-13Nb-13Zr foi também avaliada e esta se mostrou ser não tóxica. / In this work, the in vitro corrosion resistance of the Ti-13Nb-13Zr alloy, manufactured at a national laboratory, and used for orthopedic applications, has been investigated in solutions that simulate the body fluids. The electrolytes used were 0.9 % (mass) NaCl, Hanks\' solution, a culture medium (MEM), and the two last electrolytes, without and with addition of hydrogen peroxide. The aim of peroxide addition was to simulate the conditions found when inflammatory reactions occur due to surgical procedures. The corrosion resistance of alloys commercially in use as biomaterials, Ti-6Al-7Nb and Ti-6Al-4V, as well as of the pure titanium (Ti-cp), was also studied for comparison with the Ti-13Nb-13Zr alloy. The corrosion resistance characterization was carried out by electrochemical and surface analysis techniques. The electrochemical tests used were: (a) open circuit potential measurements as a function of time, (b) potentiodynamic polarization and (c) electrochemical impedance spectroscopy (EIE). The impedance experimental diagrams were interpreted using equivalent electric circuits that simulate an oxide film with a duplex structure composed of an internal and compact, barrier type layer, and an external porous layer. The results showed that the corrosion resistance is due mainly to the barrier type layer. The titanium alloys and the Ti-cp showed high corrosion resistance in all electrolytes used. The oxides formed on the Ti-13Nb-13Zr, either naturally or during immersion in MEM or Hanks’ solution was characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscopy (MEV). The results showed that the presence of hydrogen peroxide in MEM promotes the growth of the porous layer and incorporation of mineral ions, besides favouring hydroxyapatite formation. The citotoxicity of the Ti-13Nb-13Zr alloy was also evaluated and it was shown to be non-toxic.

Orientador: Alexandre Leite Rodrigues de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T22:46:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pierucci_Amauri_D.pdf: 4256178 bytes, checksum: fe35fc60e55f7ea9104ff8bf2bc809f5 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A regeneração periférica é um fenômeno intrincado que envolve diferentes tipos celulares, dentre os quais as células de Schwann são os componentes celulares não neurais mais importantes. Após a lesão periférica, as células de Schwann proliferam e, juntamente com os macrófagos, participam na fagocitose dos fragmentos de mielina e dos axônios em degeneração. Essas auxiliam na orientação axonal em direção ao órgão alvo através da formação das bandas de Büngner. Ainda, atuam no rearranjo dos componentes da matriz extracelular do microambiente do nervo lesado, bem como na produção de vários fatores neurotróficos, entre eles, o fator neurotrófico do nervo (NGF), fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), fator neurotrófico de crescimento ciliar (CNTF), visando à manutenção, desenvolvimento e regeneração dos neurônios após a lesão. As lesões nervosas que acometem no nervo periférico podem ser resultado de traumas como esmagamento, transecção parcial ou completa do nervo. Quando ocorre a transecção completa do nervo, há a perda de continuidade e forma-se uma fenda entre o coto proximal e o coto distal. No sentido de reparar-se o nervo lesionado, foram desenvolvidas diversas técnicas, incluindo-se o emprego de autoenxertos, próteses tubulares não absorvíveis e inertes (polietileno) e biorreabsorvíveis (biomateriais). Essas últimas têm a vantagem de sustentarem o inicio do processo regenerativo, orientando o brotamento axonal em direção ao coto distal, além de serem degradadas à medida que o nervo cresce em diâmetro. Podem ainda ser confeccionadas com as dimensões, formatos e porosidade desejados. Devido às características positivas destas próteses reabsorvíveis, a importância das células de Schwann e dos componentes da matriz extracelular, o presente trabalho tem como objetivos estudar a influência dos biomateriais poli L-ácido láctico e poli caprolactona sobre a expressão, pelas células de Schwann, das cadeias a1, a2 e ß1 que compõem as lamininas tipo I e II, bem como a expressão de colágeno tipo IV, através do emprego das técnicas de imunohistoquímica realizadas após a tubulização e imunocitoquímica através da cultura purificada de células de Schwann sobre os diferentes biomateriais. Além disso, avaliamos o comportamento das células de Schwann sobre os biomateriais, através da microscopia eletrônica de varredura. Já o resultado da regeneração axonal foi estudado através de uma análise morfológica pela microscopia de luz, microscopia eletrônica de transmissão e morfometria dos nervos regenerados. Comparando-se estruturalmente os tubos confeccionados pelo método de extrusão e solvente, pôde-se observar que o último apresentava espessura reduzida em comparação às próteses confeccionadas pelo método de extrusão. Ainda, a transparência dos tubos, ora propostos em nossa metodologia, influenciou positivamente durante o processo de implantação da prótese na tubulização. Após a regeneração, observou-se que o número de fibras regeneradas no interior dos tubos derivados das membranas de PCL foi significantemente maior, 30 e 60 dias após tubulização. Ainda, uma intensa marcação com S-100, colágeno tipo IV e laminina foi observada no nervo regenerado no interior das próteses, em cujos grupos utilizaram-se os biomaterias (PCL e PLLA). De fato, a imunomarcação demonstrou que os biomateriais e o microambiente no interior dos tubos foram capazes de estimular positivamente as células de Schwann em resposta à lesão nervosa periférica. Em conjunto, nossos resultados evidenciam que os tubos de PCL e PLLA derivados da membrana podem ser considerados um método alternativo na preparação de próteses tubulares visando o reparo do nervo periférico / Abstract: The present study proposed a new approach to produce tubular conduits designed for peripheral nerve repair. In this sense, membranes of PLLA and PCL were obtained after solvent evaporation and wrapped around a mandrel. The effectiveness of the nerve regeneration was compared with polyethylene and PCL extruded prosthesis 30 and 60 days after surgery. The comparison between extrusion and solvent tubes cleared shown structural differences which were directly proportional to the hardness and transparency. An important factor to be considered is that the fiber counting indicated that solvent PCL tubes provided a significantly greater number of axons 30 days after repair. Sixty days after operation, the greatest regenerative performance was obtained with PCL, regardless the method of construction of the tube. An intense labeling against S-100, type IV collagen and laminin could be observed in the tissue obtained from solvent PCL and PLLA groups, indicating that such constructions are able to positively stimulate Schwann cell responses. Overall, the present results provide evidence that solvent conduits may be regarded as an alternative preparation method for tubular prosthesis aiming peripheral nerve regeneration. In the in vitro study, PCL and PLLA solvent polymers were used for culturing purified of Schwann cells. The imunolabeling revealed an up-regularion of the expression of collagen IV, laminin I, laminin II and S-100 by the Schwann cells, showing that biodegradable polymers enhance the activity of such cells, positively influencing the peripheral nerve regeneration process / Doutorado / Anatomia / Mestre em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: João Sinezio de Carvalho Campos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T23:13:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_AlexandreAntunes_D.pdf: 21308910 bytes, checksum: 2d9c22a68b13b2f0d3bc147184a5c731 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A área de biomateriais tem direcionado estudos para o desenvolvimento de materiais sintéticos ou artificiais que tenham propriedades semelhantes às do tecido ósseo humano. Dentre as diversas alternativas, uma das mais utilizadas é o recobrimento de substratos metálicos com biocerâmicas. Esta técnica possibilita combinar a biocompatibilidade, as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão do titânio comercialmente puro (Ti cp), com a excelente biocompatibilidade das biocerâmicas de fosfato de cálcio, especialmente a hidroxiapatita (HA). O processo utilizado neste trabalho, denominado de ¿via polimérica¿, é uma das técnicas mais flexíveis e promissoras, pois possibilita combinar três materiais biocompatíveis (metal-polímero-cerâmica) facilmente encontrados no mercado, sendo o polímero o material transportador/fixador da HA na superfície do metal. Este trabalho teve como objetivo estudar a característica físico-química dos recobrimentos de polímero polifluoreto de vinilideno (a-PVDF) e compósito a-PVDF/HA, obtidos pelo processo ¿via polimérica¿, sobre a superfície de titânio comercialmente puro (Ti cp) pré-modificada por irradiação por feixe de laser. A preparação dos recobrimentos se deu pela mistura de a- PVDF dissolvido em dimetilacetamida (DMA) com emulsão de HA também em DMA. Em seguida, espalhou-se a mistura sobre amostras de Ti cp e deixou-se em estufa para secar. Assim, amostras de Ti cp recobertas somente em uma das superfícies com filme compósito a-PVDF/HA, nas proporções em massa de 100/00 e 60/40, foram obtidas e caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por dispersão de energia de raios-X (EDS), difração de raios-X (DRX), análise de tamanho de partículas da HA utilizada, medida de espessura, ângulo de contato, teste de absorção de água, ensaio de flexão em três pontos, teste de resistência à adesão e fotografia das amostras. Os resultados mostraram que a metodologia utilizada proporcionou um recobrimento fortemente aderido e uniforme, com pouca variação de espessura ao longo da superfície recoberta / Abstract: The biomaterials area has been focused on the development of synthetic or artificial materials that have similar properties to the human bone tissue. Among the diverse alternatives, one of the most used is the metallic substrate coated with bioceramics. By this technique it is possible to combine biocompatibilty, mechanical properties and corrosion resistance of commercially pure titanium (cp Ti) with the excellent biocompatibility of calcium phosphate bioceramics, specially the hydroxyapatite (HA). For this purpose, the polymeric method is one of the more flexible and promising techniques because it permits to combine three biocompatible materials (metal-polymer-ceramic) easily found in the market, being the polymer the HA-transporter/fixer material on the metal surface. The aim of this work was to study the physical-chemical characteristics of polivynilidene fluoride (a-PVDF) and a-PVDF/HA composite coatings, obtained by polymeric process, on cp Ti substrate surface pre-modified by laser beam irradiation. The preparation of coatings was done for mixturing a-PVDF pellets shape dissolved in dimethylacetamide (DMA) with HA/DMA emulsion. Soon afterwards, the mixtures were spread on the cp Ti samples and left to dry in an oven. Commercially pure titanium plates coated on only one of surfaces with a-PVDF/HA composite filme, in proportions of 100/00 and 60/40 in weight, were obtained and characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffractometry (XRD), particle size analysis of the used HA, thickness measure, contact angle, water absorption test, three-point bend test, adhesion resistance test and photograph of the samples. The results showed that the used method provided a uniform and strongly adhered coating with little thickness variation along the coated surface / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Celso Aparecido Bertran / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T02:44:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bertazzo_Sergio_D.pdf: 12437616 bytes, checksum: 53ec8e9aeb08b52a05686853b32ba6e2 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Os fosfatos de cálcio possuem propriedades biocompatíveis e apresentam composição semelhante à da matriz óssea inorgânica dos vertebrados. Devido a estas propriedades, os fosfatos de cálcio têm sido largamente estudados, mas ainda hoje não há um completo consenso sobre as características destes materiais. Neste trabalho procuramos estudar alguns dos fenômenos que ocorrem na superfície dos fosfatos de cálcio quando imersos em soluções aquosas, com pH entre 6,0 e 7,4, e caracterizar de forma completa a matriz óssea inorgânica. Os resultados mostraram que a matriz óssea inorgânica modifica sua composição e cristalinidade apenas até o sexto mês de vida dos animais estudados. Quanto à nanoestrutura dos ossos, os resultados mostraram que estes são formados por fibras de colágeno recobertas pela matriz óssea inorgânica. Os estudos das propriedades da superfície dos fosfatos de cálcio demonstraram que ao serem imersos em soluções aquosas, sua superfície é transformada em CaHPO4. A modificação da superfície dos fosfatos de cálcio e a formação de um novo equilíbrio entre esta nova superfície formada e as soluções aquosas, explicam a características peculiares apresentadas pelos fosfatos de cálcio em soluções aquosas. O entendimento dos processos pelas quais a superfície dos fosfatos de cálcio passa ao serem imersos em soluções aquosas é de suma importância para o entendimento dos processos biocompatíveis característicos destes materiais / Abstract: Calcium phosphates have good biocompatible properties and are similar in composition to the bone mineral of vertebrates. Owing to these properties, calcium phosphates have been extensively studied, yet a complete consensus on the characteristics of these materials is hitherto absent. In this work we have studied some of the surface phenomena that take place when calcium phosphates are immersed in aqueous solutions, and sought to offer a comprehensive characterization of the bone mineral. Results show that the bone mineral modifies its composition and crystallinity only up to the sixth month of age for the animals studied. As for bone nanostructure, results show that these are formed from collagen fibers coated with bone mineral. Our studies on the surface properties of calcium phosphates have demonstrated that their surface transforms into CaHPO4 when immersed in aqueous solutions. Calcium phosphate surface modification and the formation of a new equilibrium between this new surface and aqueous solutions account for the distinctive characteristics presented by calcium phosphates in aqueous solutions with pH between 6.0 and 7.4. Knowledge of the processes that happen to calcium phosphates immersed in aqueous solutions is of utmost importance for an complete understanding of biocompatible processes characteristic of these materials / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

Orientador: Rubens Caram Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-10T09:57:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_DanielleQuemel_M.pdf: 4992267 bytes, checksum: 0ad011d313cdb53f6adb52d4042ac76e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O titânio é largamente utilizado na fabricação de implantes ortopédicos devido as suas excelentes características como biocompatibilidade, alta resistência à corrosão e baixa densidade. Em alguns casos, o comportamento mecânico do titânio comercialmente puro não é ideal, principalmente quando solicitações mecânicas elevadas estão presentes. Nesse caso, é comum a utilização de ligas de titânio. Em termos de biomaterial estrutural, um sistema bastante interessante é o Ti-Nb, pois além de exibir alta resistência mecânica, ligas desse sistema podem apresentar baixo módulo de elasticidade, o que é necessário em implantes ortopédicos. Entretanto, dependendo da composição e processamento utilizados, tais ligas podem apresentar precipitação da fase metaestável w, o que é indesejável e leva à fragilização das amostras. Uma forma de evitar tal precipitação é a adição controlada de Zr a ligas desse sistema. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência do teor de Zr na estabilidade de fases em ligas Ti-Nb resfriadas rapidamente, obtidas por fundição em molde de cobre. Foram estudadas ligas contendo 15, 25 e 30% em peso de Nb, com teores de 2,5 a 15% em peso de Zr. As amostras obtidas foram caracterizadas através de microscopia óptica e eletrônica de varredura, difração de raios-X, ensaios de dureza Vickers e ensaios acústicos para a determinação do módulo de elasticidade. Para ligas contendo 25 e 30% em peso de Nb, os resultados obtidos indicam que o Zr pode estabilizar a fase b, suprimindo a formação de fase w e de martensita ortorrômbica, À medida que a adição de Zr altera o equilíbrio de fases, também afeta a densidade, o módulo de elasticidade e a dureza das amostras estudadas / Abstract: Titanium is remarkably used in the fabrication of orthopedic prosthesis due to several properties such as biocompatibility, high corrosion resistance and low density. In some cases, commercially pure titanium is not suitable, for instance, when high strength is required, and in these situations titanium alloys are successfully used. When structural biomaterials are concerned the Ti-Nb system is rather interesting, since it may present high strength alloys that may also present low modulus, which is definitely important for orthopedic implants. However, depending on composition and processing, the Ti-Nb alloys undergo precipitation of the metastable w phase that not only enhances the brittle behavior but also enhances the modulus. w precipitation may be suppressed by Zr additions. The purpose of this work is to evaluate the effect of different Zr additions on the stability of quenched Ti-Nb alloys cast in a copper mold. The alloys studied contained 15, 25 and 30% in weight of Nb and 2.5 to 15% in weight of Zr. The characterization of the samples involved optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Vickers hardness and determination of the elastic modulus utilizing an acoustic method. The results obtained with the alloys containing 25 and 30% in weight of Nb show that Zr stabilizes the b phase and suppresses the formation of both w and the orthorhombic martensite (a¿). It was observed that addition of Zr modifies the balance of phases and hence, affects the density, the modulus of elasticity and the hardness of the studied samples / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

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.

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

A engenharia de tecidos tem despontado como uma estratégia promissora à regeneração de tecidos danificados, especialmente quando da associação de células-troncoa biomateriais. As características das células-tronco adiposoderivadas (CTAD), membro da família das células-tronco mesenquimais, tornam estas células uma ferramenta com grande potencial para este propósito. Por outro lado, biomateriais podem ser utilizados como substitutos artificiais da matriz extracelular, propiciando uma matriz de suporte para as células cultivadas in vitro.O objetivo deste trabalho foi investigar os parâmetros de aderência e de proliferação de CTAD humanas, caninas e murinas associadas a matrizes de biomateriais à base de colágeno, fosfato de cálcio eopen-cell poly (L-lactic acid) (OPLA) (BD Biosciences). Tecido adiposo foi obtido a partir de pacientes submetidos à lipoaspiração eletiva, cães sadios e camundongos da linhagem C57BL/6, respectivamente. O tecido adiposo foi submetido à digestão com colagenase e as CTADisoladas foram cultivadas e caracterizadas quanto à morfologia, taxa de proliferação e diferenciação e imunofenótipo. As células-tronco foram associadas às matrizes, em cultivos tridimensionais (3D), entre as passagens 4 e 7. As matrizes foram divididas em dois grupos: pré-incubadas em meio de cultivo suplementado com 10% de soro fetal bovino (pre-coating, PC),ou secas (dry, D). Duas concentrações celulares foram utilizadas: 104 e 5x104 células/matriz, e cultivos celulares convencionais (2D) foram realizados para comparar o índice de proliferação nas condições 2D x 3D. A taxa de aderência aos biomateriais foi avaliada pela contagem de células não aderidas após incubação de 3 horas. O índice de proliferação das CTAD, nas condições 2D e 3D, foi avaliado após 3 dias de incubação através do teste MTT. Os resultados mostram que as CTAD das três espécies apresentam as características típicas das células-tronco da linhagem mesenquimal e aderem preferencialmente aos biomateriais não submetidos à pré-incubação (D), naconcentração de 5x104 células/peça. As CTAD humanas apresentaram índice de proliferação mais elevado na condição 2D do que na condição 3D, enquanto as CTAD caninas e murinas tiveram comportamento oposto. Juntos, estes resultados indicam a possibilidade da associação de CTAD de diferentes espécies a biomateriais e a sua utilização em aplicações clínicas. / Tissue engineering has emerged as a promising strategy for regeneration of damaged tissues, especially when stem cells are associated to biomaterials. The characteristics of adipose-derived stem cells (ADSC), which are a type of mesenchymal stem cells, makethem a tool with great therapeutic potential. Different types of biomaterials can be used as artificial substitutes of the extracellular matrix, providing a support matrix for in vitro cell culture. The present study aimed to isolate and characterize human, canine and murine ADSC, and toinvestigate the patterns of adhesion and proliferation of these cells after association with collagen-based biomaterials, open-cell poly (L-lactic acid) (OPLA) and calcium phosphate (BD Biosciences). Adipose tissue was obtained from patients undergoing elective liposuction, healthy dogs, and C57BL/6 mice, respectively. The tissue was digested with collagenase and the isolated ADSC were cultured and characterized for morphology, immunophenotype and proliferation and differentiation potential. Cells were associated to biomaterials scaffolds, for tridimensional (3D) cultivation, between passages 4 and 7. The biomaterials were divided into two groups: one was previously pre-incubated with culture medium supplemented with 10% of fetal bovine serum (pre-coating, PC), and the other was not (dry, D). Two cell concentrations were used, 104 and 5x104 cells/scaffold, and conventional cell cultures (2D) were performed to compare the rate of proliferation in 3D x 2D systems. The rate of adhesion was assessed by counting the non-adhered cells after 3-hour incubation with the scaffolds. The proliferation index of ADSC cultivated under 2D conditions was measured after 3-day incubation by the MTT assay. The results show that ADSC from the three species present features characteristic of mesenchymal stem cells, and adhere more to scaffolds not submitted to pre-incubation (D),at the concentration of 5x104 cells/scaffold. Human ADSC showed higher proliferation index in 2D condition than in the 3D condition, contrary to canine and murine ADSC. Together, these results indicate that association of ADSCfrom different species to biomaterials is feasible and may be exploited for clinical applications.