Resumo: O objetivo do presente estudo foi avaliar in vitro, utilizando-se cultura de células osteoblásticas MC3T3-E1, a interação da superfície da liga Ti-15Mo usinada, com irradiação por feixe de laser sem e com recobrimento de apatitas obtidas pelo método biomimético, empregando-se solução SBF(Simulated Body Fluid) padrão e SBF modificada. As superfícies obtidas foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de raios X (DRX), medidas de ângulo de contato e a camada de apatita foi avaliada também por Espectroscopia no Infra Vermelho Transformada de Fourier (FTIR). As avaliações in vitro foram realizadas utilizando as superfícies: usinada (U), modificada por feixe de laser (LA), modificada por laser e recoberta com SBF padrão (HA) e modificada por laser e recoberta com SBF modificada (AP). Os parâmetros biológicos avaliados foram: adesão, proliferação, contagem do número de células e conteúdo de proteína total. A morfologia celular, adesão e proliferação foram avaliadas por MEV, e a contagem de células utilizando-se hemocitômetro e azul de Tripan. Os estudos indicaram que o grupo AP apresentou os melhores resultados em relação à adesão, proliferação e contagem do número de células, seguido pelo grupo HA, LA e U respectivamente. Nas análises de conteúdo de proteína total, após 14 dias de cultura, o grupo LA obteve o melhor resultado, seguido por AP, HA e U respectivamente. Portanto, pode-se concluir que a modificação da superfície da liga Ti- 15Mo por feixe de laser, seguida do emprego do método biomimético utilizando-se solução SBF modificada possibilitou a obtenção de condições biológicas favoráveis para aplicação desta liga como dispositivo ortopédico e odontológico / Abstract: The aim of this study was the in vitro evaluation of interaction surface, using cell culture osteoblastic MC3T3-E1, on Ti-15Mo alloy with machined surface, and with the surface modified by laser beam irradiation with and without coating of apatite obtained by biomimetic solution SBF (Simulated Body Fluid) standard and modified. The surfaces were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), measurements of contact angle and the layer of apatite was also evaluated by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Evaluations were performed in vitro using the machined surfaces (U), modified by laser beam (LA), modified by laser and covered with standard SBF (HA) and modified by laser and covered with modified SBF (AP). The parameters evaluated were: adhesion, counting the number of cells and total protein content. Cell morphology, adhesion and proliferation were evaluated by SEM, and the cell count using hemocytometer and Trypan blue. The results indicated that the AP group showed better results of adhesion, proliferation and counting the number of cells, followed by the group HA, LA and U respectively. In the analysis of total protein content, after 14 days of culture, the LA group had the best result, followed by AP, HA and U respectively. Based on these results, it can be concluded that the modification on Ti- 15Mo alloy using laser beam irradiation, followed by biomimetic method for surface coating using SBF modified solution showed favorable biological conditions for application and development of orthopedic and dental devices / Orientador: Antonio Carlos Guastaldi / Coorientador: Nilson Tadeu Camarinho Oliveira / Banca: Carla dos Santos Riccardi / Banca: Joni Augusto Cirelli / Mestre

Orientador: Carlos José Leopoldo Constantino / Coorientador: José Carlos Silva Camargo Filho / Banca: Neri Alves / Banca: William Dias Belangero / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caracter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de blendas poliméricas a base de polímeros sintéticos e amido para a obtenção de materiais biocompatíveis que possam ser utilizados como matrizes em processos de regeneração óssea. Os materiais utilizados foram o poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF), o poli(fluoreto de vinilideno com trifluoretileno) P(VDF-TrFE) e o amido de milho. Foram elaboradas blendas de PVDF/amido nas proporções em massa de 90/10, 80/20 e 66/33 e P(VDF-TrFE)/amido na proporção de 66/33. As blendas foram fabricadas em formato cilíndrico para permitir, posteriormente, testes in vivo através do implante em ratos. O processo de fabricação das blendas foi o de prensagem (2 ton) a quente, com temperaturas de 155ºC e 190ºC para o P(VDF-TrFE)/amido e PVDF/amido, respectivamente. Na investigação das propriedades físicas e químicas das blendas poliméricas utilizaram-se as seguintes técnicas de caracterização: espectroscopia via espalhamento micro-Raman, espectroscopia de absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise dinâmico-mecânica (DMA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Após a fabricação das amostras estas foram submetidas a testes in vitro sob a ação da enzima amilase por períodos de 14,28 e 42 dias. A espectroscopia vibracional revelou a ausência de interação química entre os polímeros e amido (mistura física) e que o processo de prensagem a quente não produziu qualquer tipo de degradação destes materiais. As próprias fases a e ferroelétrica do PVDF e P(VDF-TrFE) em pó, respectivamente, foram mantidas nas blendas. As imagens de MEV das blendas apresentaram poros no região externa, o que foi atribuída à perda de amido no processo de retirada das amostras dos moldes. Além disso, foram percebidas regiões distintas de materiais... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work aims at the development of polymer blends based on synthetic polymers and starch to obtain biocompatible materials that can be used as matrices in the process of bone regeneration. The materials used were poly(vinylidene fluoride) (PVDF), poly(vinylidence fluoride with trifluoretileno) P(VDF-TrFE) and com starch. It was prepared blends of PVDF/starch mass ratio in 90/10, 80/20 and 66/33 and P(VDF-TrFE)/starch at a ratio of 66/33. The blends were made in a cylindrical shape to allow for later testing in vivo in rats by implanting. The manufacturing process of the blends was compressing (2 ton) under heating, with temperatures at 155ºC and 190ºC for P(VDF-TrFE)/starch and PVDF/starch, respectively. In the investigation of physical and chemical properties of polymer blends the following characterization techniques were used: Raman scattering spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), dynamic mechanical analysis (DMA) and scanning electron microscopy (SEM). After the fabrication of these samples, essays were carried out in vitro under the action of the enzyme amilase for 14,28 and 42 days. The vibrational spectroscopy revealed no chemical interaction between the polymers and starch (physical mixture) and that the process of compressing under healting did not produce any degradation of these materials. Even the a phase and the ferroelectric phase of PVDF and P(VDF-TrFE) powder, respectively, were kept in the blends. SEM images of the blends showed pores in the outer region, which was atributed to the loss of starch in the process of withdrawal of samples from the molds. In addition, distinct regions were observed for the blends, i.e. PVDF or P(VDF-TrFE) and starch are separated, allowing the identification of each material (starch acts as a filler). In the optical images obtained by micro-Raman the same... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

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

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

Orientador: Carlos Roberto Grandini / Banca: Antonio Carlos Gustaldi / Banca: Pedro Augusto de Paula Nascente / Banca: Antonio Carlos Dias Ângelo / Banca: Glória Dulce de Almeida Soares / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: As propriedades mecânicas da liga 'TI'-13'NB'-13'ZR' (TNZ) são modificadas de maneira significativa com a presença de elementos intersticiais tais como oxigênio, carbono, nitrogênio e hidrogênio, principalmente suas propriedades elásticas, causando endurecimento ou fragilização da liga. Este trabalho mostra o estudo da influência do oxigênio nas propriedades da liga TNZ através de medidas de espectroscopia mecânica, usando um pêndulo de torção operando em frequências que variam de 4 a 21 'HZ' e temperatura entre 90 a 700 K. Pode-se observar uma estrutura de relaxação composta por um pico em torno de 150 K que foi associado à reorientação induzida por tensão de átomos de hidrogênio ao redor de átomos oxigênio aprisionados nas vizinhanças de átomos da matriz metálica (par O-H). Foi identificado também um aumento na capacidade de amortecimento na região de alta temperatura, típico de amostras que foram submetidas a tratamentos termomecânicos. Também foi observado que as dopagens causam uma mudança na capacidade de amortecimento, pois a introdução de oxigênio distorce o reticulado cristalino. Uma vez que a liga TNZ é utlizada em implantes ortopédicos, foram realizados ensaios de biocampatibilidade in vitro. No teste de citotoxicidade indireta, nehuma das amostras estudadas apresentou efeito tóxico para as células, mesmo após as dopagens. Foram realizados ensaios de corrosão onde foi observado que, com a dopagem de oxigênio, houve um pequeno deslocamento do potencial de corrosão para valores menos positivos. Porém, foi verificada uma redução significativa da corrente anódica, mostrando que a velocidade de corrosão diminui quando a dopagem é realizada. A introdução de oxigênio diminu o módulo de elasticidade, o que é interessante para ligas utilizadas em implantes ortopédicos. / Abstract: The mechanical properties of the 'TI'-13'NB'-13'ZR' (TNZ) alloy are modified in significant way with the presence of interstitial elemensts such as oxygen, caborn, nitrogen and hidrogen, mainly its elastic properties, causing the hardening or softening of the alloy. This work shows the study of the oxygen influence on the properties of TNZ alloy by mechanical spectroscopy measurements, using a torsion pendulum operating at frequencies ranging from 4 to 21 'HZ' and temperature between 90 and 700 K. It can be observed a relaxation structure composed by a peak around 150 K that had been associated to the stress induced ordering of hydrogen atoms around oxygen atoms trapped in the neighborhood of atoms of the metllic matrix (O-H pair). It was identified an increase in the damping capacity in the high temperature region, typical of samples that was submitted to thermomechanical treatments. It was also observed that the oxygen charges caused a change in the damping capacity, because oxygen introducing distorts crystalline lattice. Once the TNZ alloy is used in orthopedic implants, it had benn made in vitro biocompatibility measurements. In the cytotoxicity indirect test, none of the samples presented toxic effect for cells, even after oxygen charges. It had been made corrosin assays wehe was observed that, with the oxygen charge, had a small displacement of the corrosin potential for less positives values. However, it was verified a sgnificant reduction in the anodic current, showing that the corrosin velocity decrease when dopping is made. The oxygen introduction decreases the elasticity modulus, what is interesting for orthopedic implants alloys. / Doutor

Orientador: Antonio Carlos Guastaldi / Banca: José Augusto Marcondes Agnelli / Banca: José Carlos Bressiani / Banca: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia / Banca: Eliana Cristina da Silva Rigo / Resumo: Neste trabalho, estruturas porosas de Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular (PEUAPM) recobertas com diferentes fases de apatita de importância biológica foram desenvolvidas com o objetivo de se obter um biomaterial adequado para a substituição e regeneração óssea, com a combinação das propriedades mecânicas do polímero, da bioatividade das biocerâmicas de apatita e do comportamento favorável dos materiais porosos. Devido às dificuldades de obtenção de recobrimentos de apatita sobre o PEUAPM relatadas na literatura, realizou-se inicialmente um Estudo Preliminar para avaliar a utilização de solução de peróxido de hidrogênio (H2O2) 30% para a modificação química da superfície do polímero, analisando a influência dos períodos de modificação de 24 e 48 horas na variação das propriedades mecânicas do PEUAPM e na obtenção das diferentes fases de apatita de importância biológica empregando-se o método biomimético. Os resultados obtidos, analisados por Microscopia Eletrônica de Varredura - MEV, Microanálise Semi-quantitativa por Energia Dispersiva de Raios X - EDX, Difratometria de Raios X - DRX, Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier - FTIR, medidas de ângulo de contato e ensaio mecânico de resistência à tração, indicaram que a utilização de solução de H2O2 30% pelo período de 48 horas mostrou-se adequada como método de modificação da superfície do PEUAPM, pois possibilitou a formação de grupos funcionais hidrofílicos na superfície do polímero e resultou em menores alterações das propriedades mecânicas e elásticas do polímero. Constatou-se também que o emprego do método biomimético para o recobrimento da superfície do PEUAPM somente foi adequado com a utilização de soluções SBF com composições modificadas. Para o desenvolvimento das estruturas porosas de PEUAPM recobertas com ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, porous samples of Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) coated with different apatite phases of biological importance were developed, aiming to obtain a suitable biomaterial for bone replacement and regeneration, balancing the mechanical properties of the polymer, the bioactivity of apatite bioceramics and the favorable behavior of the porous materials. Due to the difficulties in obtaining apatite coatings on UHMWPE in the literature, a Preliminary Study was conducted to evaluate the use of a 30% solution of hydrogen peroxide (H2O2) for the chemical modification of the polymer surface, analyzing the influence of the modification periods of 24 and 48 hours on the variation of the mechanical properties of UHMWPE and in obtaining the different apatite phases of biological importance using the biomimetic method. The results obtained, analyzed by Scanning Electron Microscopy - SEM, Semi-quantitative microanalysis by Energy Dispersive X-ray - EDX, X-Ray Diffractometry - XRD, Fourier Transform Infrared Spectroscopy - FTIR, contact angle measurements and tensile strength mechanical tests, indicated that the use of a 30% solution of H2O2 for a period of 48 hours proved adequate as a surface modification method of UHMWPE, since it allowed the formation of hydrophilic functional groups on the surface of the polymer, resulting in lower changes of the mechanical and elastic properties of the polymer. It was also found that the use of the biomimetic method for the surface coating of UHMWPE was only appropriate with the use of SBF solutions with modified compositions. For the development of porous samples of UHMWPE coated with apatites, UHMWPE porous supports were obtained using NaCl as a pore-forming agent in proportions of 50, 60 and 70% (m/m) with particle size in the range of 175-350µm, 350-500µm and 175- 500µm. The apatite coatings were ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

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

Orientador: Antonio Carlos Guastaldi / Resumo: A atividade biológica do titânio comercialmente puro - Ti c.p. em relação aos tecidos duros é melhorada mediante a modificação de sua superfície empregando-se recobrimento com material bioativo. Um dos materiais bioativos mais utilizados é a Hidroxiapatita - HA, uma das fases das apatitas (fosfatos de cálcio de variadas razões Ca/P), principal constituinte mineral do tecido ósseo. Contudo, além da HA, vários outros fosfatos de cálcio também ocorrem em sistemas biológicos, tais como fosfato de cálcio amorfo - ACP, fosfato octacálcico - OCP e o fosfato tricálcico - TCP, aumentando o interesse nas possibilidades de uso destes materiais como biocerâmicas. Uma técnica de recobrimento muito utilizada nos últimos anos tem sido o Método Biomimético. Seu sucesso deve-se à utilização de uma solução similar ao fluido corpóreo, denominada Synthetic Body Fluid - SBF, que propicia a mimetização do processo biológico realizado para a formação dos tecidos duros. O crescimento da HA e de outras apatitas, tanto no meio biológico quanto em SBF, ocorre em meio contendo, além de íons Ca2+ e PO4 3-, íons-traços essenciais tais como: Mg2+, HCO3 -, K+ e Na+. Alguns destes íons são conhecidos como inibidores do crescimento da HA, como Mg2+ e HCO3 -. Neste trabalho, estudou-se a influência dos íons K+, Mg2+, SO4 2- e HCO3 - na formação de apatitas, principalmente HA, sobre substratos metálicos de Ti c.p. previamente tratados com NaOH 5M. Os efeitos destes íons nos recobrimentos obtidos foram analisados antes e após tratamento térmico a 800ºC por microscopia eletrônica de varredura - MEV, espectroscopia de energia dispersiva de raios X - EDX, difratometria de raios X - DRX e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Os resultados mostraram que o crescimento de ACP foi favorecido pela presença dos íons Mg2+ e CO3 2- na solução...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The biological activity of commercially pure titanium - c.p. Ti in relation to hard tissues is improved by modifying its surface using coating with bioactive materials. One of the bioactive materials most used is Hydroxyapatite - HA, one of the phases of the apatites (calcium phosphates of varied Ca/P reasons), main mineral constituent of the bone tissue. However, beyond the HA, several other calcium phosphates also occur in biological systems, such as amorphous calcium phosphate - ACP, octacalcium phosphate - OCP and tricalcium phosphate - TCP, increasing the interest in the possibilities of use of these materials as bioceramics. One technique of coating very used in the last years has been the Biomimetic Method. Its success must it the use of a similar solution to the corporeal fluid, called Synthetic Body Fluid - SBF, that propitiates the imitation of the carried through biological process for the formation of hard tissues. The growth of the HA and other apatites, as much in the biological environment as in aqueous solution as the SBF, occurs environment containing, beyond calcium and phosphate ions, essential ion-traces such as: Mg2+, HCO3-, K+ and Na+. Some of these elements are known as inhibiting of the growth of the HA, as Mg2+ and HCO3-. In this work, it was studied it influence of íons K+, Mg2+, SO42- and HCO3- in the formation of apatites, mainly HA, on metallic substrate of Ti c.p. previously treated with NaOH 5M. The effects of these ions in the obtained coating, before and after the thermal treatment at 800ºC, were analyzed by scanning electron microscopy - SEM, energy dispersive X-rays - EDX, X-ray diffractometer - XRD and Fourier transformation infrared - FT-IR. The results had shown that the growth of ACP was favored by the presence of íons Mg2+ and CO32- in the solution, being also favored its transformation the OCP before the thermal treatment. / Mestre

Orientador: Antonio Carlos Guastaldi / Resumo: As cirurgias de quadril têm-se tornado bastantes comuns no mundo, principalmente devido ao aumento da expectativa de vida e pelo sucesso do procedimento cirúrgico. Nos Estados Unidos são mais de 500.000 procedimentos cirúrgicos por ano com estimativas de que este número seja o dobro, 1.000.000, para o mundo. O desafio de substituir tecidos rígidos deve se basear no princípio de que se devem desenvolver materiais que mais se aproximem das propriedades do tecido natural em relação às propriedades mecânicas e possuam adequada interação biológica. Dentre os materiais desenvolvidos para serem aplicados por longo tempo, apenas um pequeno grupo tem aplicação industrial; cromo-cobalto, titânio e suas ligas, platina, alumina, hidroxiapatita, silicone, politetrafluoretileno, poliéster, polietileno e polimetilmetacrilato. Estes materiais apresentam, dentre os materiais de suas respectivas classes, as melhores propriedades mecânicas e resistência à corrosão ou degradação. Com uma extensa variedade de materiais, métodos de obtenção e combinações, os procedimentos de colocação do implante ocorrem de duas maneiras: com uso de cimento a base de polimetilmetacrilato - PMMA e sem o uso de cimento. No caso das próteses cimentadas, o desgaste do PMMA e a liberação de monômeros de MMA, combinado com o efeito térmico provocado pela reação de polimerização ocorrida no local estão associados ao elevado percentual de revisão das cirurgias (80%). Esta investigação científica foi concebida a partir desta limitação clínica. No estágio tecnológico atual a substituição da cabeça do fêmur é feita com polietileno de ultra-alto peso molecular - PEUAPM. O polímero, por sua vez, é preso ao osso do quadril através de parafusos e cimentos ósseos (à base de metacrilato). Estes cimentos são indesejáveis por não serem osteointegrados e pela potencialidade nociva dos resíduos que são liberados. / Abstract: The hip surgeries have become very usual around the world mainly due to the increase in the life expectation and the success in the surgical procedures. In the United States alone the number is over 500,00 surgical procedures per year and it is estimated double the number for the rest of the world. The challenge of substituting hard tissues should be based on the principle that it should be developed materials which are most similar to the properties of natural tissues concerning the mechanical properties and have adequate biological interaction. Among the materials developed to be applied for long time, only a small group has industrial application; chrome-cobalt, titanium and its alloys, platinum, alumina, hydroxyapatite, silicone, politetrafluoroethylene, polyesther, polyethylene and polymetylmethacrylate. Those materials show, among the materials of their respective categories, the best mechanical properties and resistance to corrosion or degradation. With a large variety of materials and methods of obtaining and combinations, the procedures of inserting the implant occur in two ways: with the use of cement compounded by PMMA and without the use of cement. In the case of the cemented prostheses, the wear of PMMA and the liberation of monomers of MMA, combined with the thermal effect caused by the reaction of polymerization occurred in situ, are associated with the high percentage of surgery review (80%). This scientific investigation was conceived from that clinical limitation. At the present technological stage the substitution of the femoral head is made with ultrahigh molecular weight polyethylene - UHMWPE. That polymer, consequently, is attached to the bone of the hip by screws and bone cements (compounded by methacrylates). Those cements are undesirable because they are not osseointegrated and because of the harmful potentiality of the residue that is liberated. / Doutor

Orientador: Carlos Roberto Grandini / Banca: Ana Paulo Rosifini Alves Claro / Banca: Paulo Sergio da Silva Junior / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Atualmente, existe a necessidade de se encontrar materiais para o uso como biomateriais, principalmente em relação às suas propriedades mecânicas. Com isso, procura-se ligas com excelente biocompatibilidade, passividade química extrema e propriedades mecânicas para um bom comportamento do material a longo prazo. Amparado por excelentes propriedades, o titânio e suas ligas têm sido amplamente utilizados por várias décadas como materiais para implantes e dispositivos médicos em todo mundo. A liga Ti-6A1-4V ainda é a principal liga de titânio usada como biomaterial no Brasil, mas devido à preocupação sobre a toxidade do alumínio e do vanádio a longo prazo, têm sido desenvolvida novas ligas sem a presença destes elementos. Dentre as ligas binárias estudadas, a liga Ti-Zr apresenta propriedades vantajosas como boa resistência a tração, baixa densidade, boa biocompatibilidade. Neste trabalho amostras de Ti-5%p.Zr e Ti-10%p.Zr são submetidas a tratamentos térmicos de homogeneização e duas dopagens com oxigênio para verificar a influencia do processamento nas propriedades das ligas. As amostras foram caracterizadas através de medidas de densidades, microdureza, difração de raios X com análise de Rietveld, Análise Química, Análise de gases e ensaios de citotoxicidade. Ensaios no pêndulo de torção revelam o espectro anelástico das amostras e a resposta elástica do mesmo em função da temperatura. Através dos resultados pode-se obter uma relação entre a concentração de oxigênio e as propriedades mecânicas, estruturais e biocompatibilidade das ligas estudadas / Abstract: Nowadays, there is a need to find reliable material for use as biomaterials, especially in relation to their mechanical properties. With this comes the search for alloys with excellent biocompatibility, extreme chemical passivity and mechanical properties in an effort to create a satisfactory long-term material. With the support of excellent properties, titanium and its alloys have benn widely used for several decades as materials for orthopedic and dental implants and medical devices worldwide. The Ti-6A1-4V alloy is still the main titanium alloy used as a biomaterials in Brazil, but due to concerns about the long-term toxicity of aluminum and vanadium, new alloys have benn developed without the presence of these elements. Among the binary alloys studied, Ti-ZR has advantageus properties such as good tensile strength, low density, good biocompatibility. In this work samples of Ti-5%p.Zr and Ti-10%p.Zr are subjected to heat treatment and homogenization of two doping with oxygen to check the influence of processing on the properties of alloys. The samples were characterized by density measurments, microhardness, X-ray diffraction with Rietveld analysis, Chemical Analysis, Analysis of gases and in vitro cytotoxicity tests. Torsion pendulum tests show the anelastic spectrum of samples and the same elastic response as a function of temperature. through the results we can obtain a relationship between oxygen concentration and mechanical properties, structural and biocompatibility of the alloys studied / Mestre