Thesis (Ph. D.)--Biomedical Engineering, Georgia Institute of Technology, 2006. / Babensee, Julia, Committee Chair ; Andres Garcia, Committee Member ; Mary Marovich, Committee Member ; Barbara Boyan, Committee Member ; Elliot Chaikof, Committee Member ; Cheng Zhu, Committee Member.

Thesis (Ph. D.)--Oregon State University, 2007. / Printout. Includes bibliographical references. Also available on the World Wide Web.

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2005. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 144-151).

Thesis (M.S.) -- Mississippi State University. Department of Agricultural and Biological Engineering. / Title from title screen. Includes bibliographical references.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-04-19Bitstream added on 2014-06-13T19:06:01Z : No. of bitstreams: 1 nogueira_ra_dr_bauru.pdf: 4832696 bytes, checksum: e9a20c5603fd561629f155a1c301899e (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Titânio e suas ligas são empregados em aplicações biomédias, pois possuem excelente biocompatibilidade com o organismo humano, uma excelente resistência à corrosão em meio biológico além de uma ótima resistência mecânica/densidade. Diversas propriedades do titânio comercialmente puro podem ser melhoradas com a adição de elementos substitucionais e intersticiais, e por técnicas de processamentos termomecânicos. o objetivo neste trabalho foi estudar o efeito de oxigênio intersticial presente em ligas do sistema binário. Ti-Mo (5-20% em peso de Mo) em seu comportamento mecânico utilizando ensaios de dureza, módulo de elasticidade dinâmico e ensaio de tração, em cinco condições de estudo: após o forjamento rotativo a quente, tratamento térmico e após dopagem com oxigênio, com três diferentes teores deste elemento. As amostras foram preparadas em forno a arco e caracterizadas por medidas de composição química, análise de gases, difração de raios X, microscopia óptica e eletrônica de varredura, espectroscopia por energia dispersiva e medidas de densidade. Após as dopagens com oxigênio, observou-se um aumento na dureza da liga Ti-5Mo devido ao aumento na fração volumétrica da fase a'. Para a liga Ti-10Mo, os valores após as dopagens permaneceram próximos à condição após tratamento térmico, não ocorrendo variações expressivas. Para as ligas Ti-15Mo, verificou-se uma diminuição na dureza provavelmente devido ao resfriamento rápido realizado após as dopagens com oxigênio. Os valores do módulo de elasticidade da liga Ti-5Mo aumentaram com o aumento da concentração de oxigênio, pois ocorreu um aumento na fração volumétrica da fase a'. Com relação aos valores de módulo de elasticidade da liga Ti-10Mo, não se observam variações significativas devido à adição de oxigênio. Para as ligas... / Titanium and its alloys are used in biomedical applications because they have excellent biocompatibility with human organisms, an excellent corrosion resistance in biological mediums, and great mechanical strength/density. Several properties of commercially pure titanium can be improved by the addition of interstitial and substitutional elements or by thermo-mechanical processing techniques. The purpose of this work is to study the effect of interstitial oxygen present in binary Ti-Mo systemj alloys (5-20% in weight of Mo) on its mechanical behavior, using hardness testing, dynamic elasticity modulus and tensile test on five conditions: after swaging, after heat treatment, and after oxygen doping, with three different levels of this element. The samples were prepared in an arcmelting furnace and were characterized by measures of chemical composition, gas analysis, x-ray diffraction, electron and optical microscopy, energy dispersive spectroscopy, and density measurements. After the doping with oxygen an increase in hardness of the Ti-5Mo alloy due to the increased volumetric fraction of a' phase was observed. For the Ti-10Mo alloy, the values after the doping were similar to those after heat treatment, and no expressive variations occurred. For the Ti-15Mo and Ti-20Mo alloys, there was a decline in hardness, probably due to rapid cooling after the doping with oxygen. The values of the elasticity modulus Ti-5Mo alloy increased with increasing oxygen concentration, because ther was an increase in the volumetric fraction of a' phase. With respect to the values of elasticity modulus of the Ti-10Mo alloy, no significant variations due to the addition of oxygen were observed. For the Ti15Mo and Ti-20Mo alloys, the introduction of oxygen decreased the elasticity modulus, because, with the increase in distance between the atoms, there was... (Complete abstract click electronic access below)

A pesquisa e o desenvolvimento de novas tecnologias na área de materiais e de processos químicos tem sido objeto de muitos trabalhos científicos que buscam inovações. O uso de materiais poliméricos para aplicação na área biomédica está em constante ascensão, e possuem importantes aplicações como sistema controlado de liberação de drogas, encapsulamento de células, regeneração de tecidos musculares e blendas para uso tópico. Os polímeros podem ser sintéticos como os álcool poli (vinílico)(PVA) e naturais também chamados de biopolímeros como a sericina (SER) formada pelo Bombyx mori. Para a utilização de biopolímeros é extremamente importante à avaliação de algumas características como dos agentes plastificantes e/ou reticulantes, a fim de, produzir blendas com melhores propriedades ao fim destinado. Dentro desse contexto, o estudo teve como objetivo avaliar o efeito do gluconato de cálcio (GLU) em blendas poliméricas SER/PVA visando uma possível aplicação em materiais com liberação controlada de fármacos, elaborar filmes poliméricos da blenda SER/PVA com glicerol (GLI) e gluconato de cálcio e composições e caracterizar sistemas esses filmes quanto ao teor de umidade, espectroscopia no infravermelho em módulo de refletância total atenuada com transformada de Fourier, análises termogravimétrica, microscopia eletrônica de varredura, ensaios de tração e monitorar o teor de cálcio em solução proveniente da liberação do gluconato de cálcio presente nos filmes da blenda SER/PVA por espectroscopia de absorção atômica. Observou-se maior estabilidade térmica nos filmes com GLU como aditivo devido ao seu possível efeito reticulante relacionado aos íons Ca2+ presentes na blenda, com teor de umidade maior quando a GLY é utilizada, Nos estudos de FTIR-ATR pode ser observado que o GLU causa alteração do perfil espectroscópico do filme entre 50% e 60% do teor de SER diferentemente do que ocorre com a GLY (40% - 50%) Nos estudos de morfologia observou-se uma separação de fase em ambos os filmes com GLY e GLU, nos resultados de tração o GLY apresentou a plasticidade esperada já o GLU elimina a plasticidade do filme SER/PVA porém aumento significativamente a resistência do material, consequência clara de interações mais intensas no interior do material. Apresentou também um perfil de liberação positivo que pode ser modulado em composições de SER/PVA, esses resultados demonstram a viabilidade do filme como um material de liberação. Assim o GLU possui uma função múltipla na blenda polimérica proposta além de atuar como reticulante também pode atuar como fármaco. / The research and development of new technologies in the field of chemical materials and processes has been the subject of many scientific works that seek innovations. The use of polymer materials for application in the biomedical area is constantly increasing, and they have important applications as controlled system of drug release, cell encapsulation, regeneration of muscle tissues and blends for topical use. The polymers may be synthetic such as poly (vinyl alcohol) (PVA) and natural also called biopolymers such as sericin (SER) formed by Bombyx mori. For the use of biopolymers it is extremely important to evaluate some characteristics such as plasticizers and / or crosslinking agents in order to produce blends with better properties to the intended purpose. The objective of this study was to evaluate the effect of calcium gluconate (GLU) on SER / PVA polymer blends aiming at a possible application in materials with controlled release of drugs, to prepare SER / PVA polymer blends with glycerol (GLI) And calcium gluconate and compositions and characterize systems such films for moisture content, infrared spectroscopy in Fourier transform attenuated total reflectance module, thermogravimetric analysis, scanning electron microscopy, tensile tests and monitor calcium content in solution Resulting from the release of the calcium gluconate present in the SER / PVA blends films by atomic absorption spectroscopy. It was observed higher thermal stability in GLU films as an additive due to its possible crosslinking effect related to the Ca2+ ions present in the blends, with a higher moisture content when GLY is used. In the FTIR-ATR studies it can be observed that GLU causes Alteration of the spectroscopic profile of the film between 50% and 60% of the SER content differently than occurs with GLY (40% - 50%) In the morphology studies a phase separation was observed in both GLY and GLU films, In the traction results the GLY presented the expected plasticity since the GLU eliminates the plasticity of the SER / PVA film but significantly increases the resistance of the material, a clear consequence of more intense interactions inside the material. It also showed a positive release profile that can be modulated in SER / PVA compositions, these results demonstrating the viability of the film as a release material. Thus, GLU has a multiple function in the proposed polymer blend as well as acting as a crosslinker can also act as a drug.

Orientador: Luís Augusto Sousa Marques da Rocha / Banca: Conrado Ramos Moreira Afonso / Banca: Carlos Roberto Grandini / Resumo: O titânio, e as ligas baseadas nesse elemento, são amplamente utilizados como biomateriais, com aplicações tanto como implantes dentários quanto ortopédicos. Para isso, apresentam características importantes como: biocompatibilidade, resistência à corrosão, em geral baixo módulo de elasticidade e baixa densidade. O titânio possui uma temperatura de transformação alotrópica, que propicia o controle das propriedades da liga pela manipulação de sua microestrutura, através da adição de elementos de liga e/ou tratamentos térmicos. De fato, para ligas de titânio com uma composição definida, a realização de tratamentos térmicos, permite modificar a microestrutura da liga e, consequentemente, modificar as propriedades mecânicas do material em questão, fator essencial para o estudo em aplicações como um implante médico. O presente trabalho tem como objetivo o estudo detalhado de diferentes tipos de tratamentos térmicos de ligas do sistema Ti-Zr-Mo. Diferente de outros trabalhos da literatura, o estudo foi feito para cada tratamento térmico separadamente, analisando a microestrutura e a microdureza das ligas visando uma aplicação biomédica. Primeiramente, as ligas foram fundidas em um forno de fusão à arco voltaico, com quatro composições diferentes de liga: Ti-15Zr, Ti-15Zr-5Mo, Ti-15Zr-10Mo e Ti-15Zr-15Mo. Dessa maneira, pretendeu-se obter amostras com microestruturas de fase α, α+β e β. Através de uma análise por EDS, um estudo sobre a composição química das amostras foi realizado, ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The element titanium and its alloys are widely used as biomaterials with applications in both dental implants as in orthopedics materials. Therefore, important features are required such as: biocompatibility, corrosion resistance, low values of Young modulus and low density. Also, titanium has an allotropic transformation temperature, which provides controlling the mechanical properties of the alloy. A microstructure manipulation can be achieved by the addition of certain alloying elements and heat treatments. In fact, for titanium alloys with a defined composition, heat treatments allow microstructure modification, hence alteration in the mechanical properties of the material, an essential subject for the study of medical implants applications. This study provides a detailed study of heat treatment conditions in a Ti-Zr-Mo system alloy. Unlike other papers in the literature, this study was done for each heat treatment separately, analyzing the microstructure and microhardness of the alloys for a biomedical application. First, the alloys were melted in an arc voltaic furnace, with four different alloys compositions: Ti-15Zr, Ti-15Zr-5Mo, Ti-15Zr-10Mo and Ti-15Zr-15Mo. In order to obtain samples with α, α+β and β phase microstructures. Through EDS analysis, a study on the chemical composition of the samples was performed. It was determined that the alloys were cast with good quality and without the presence of agglomerates or segregates. Microstructural analysis with optical m... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Materiais poliméricos, como o poliestireno, são largamente usados como biomateriais, tanto na área biomédica como na indústria farmacêutica. Com a especialização do uso destes biomateriais, relata-se um aumento significativo de doenças relacionadas à presença de biofilmes bacterianos na superfície destes materiais. Neste trabalho, placas de microtitulação de poliestireno foram tratadas por imersão em plasma-RF, na mistura padrão N2/H2, a fim de avaliar as modificações superficiais geradas, e a eficiência deste processo na adesão e crescimento de biofilme, produzido pela Staphylococcus epidermidis. A identificação de espécies atômicas e grupos funcionais incorporados à superfície do polímero pelo processo de imersão em plasma, foi realizada pelas técnicas de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e espectroscopia no infravermelho por refletância total atenuada (ATR-IR). Modificações na morfologia e rugosidade da superfície de PS foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microscopia de força atômica (AFM). A hidrofílicidade da superfície foi analisada por medida de ângulo de contato com água (WCA). Para avaliar a eficiência do tratamento em plasma no crescimento/aderência de biofilme formado pela S. epidermidis foram realizados ensaios de antibiofilme bacteriano. Modificações físico-químicas foram observadas na superfície das amostras por XPS, onde foi constatado o aumento da porcentagem atômica relativa de N e a presença de novas ligações químicas com o aumento do tempo de tratamento. Pela técnica de ATR-IR foi possível identificar a presença de grupos amina e amida. As medidas de microscopia revelaram uma mudança na morfologia e uma redução da rugosidade superficial com o aumento do tempo, e também verificado um aumento do caráter hidrofílico na superfície por WCA. Além disso, a partir de 60 min de tratamento foi alcançada uma alta supressão de adesão de biofilme à superfície do polímero. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-05T18:11:48Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Suzimara Rovani.pdf: 2304362 bytes, checksum: bd3491b4311506e651f251ccd00326df (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-05T18:11:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Suzimara Rovani.pdf: 2304362 bytes, checksum: bd3491b4311506e651f251ccd00326df (MD5) / Polymeric materials, such as polystyrene, are widely used as biomaterials, both in the pharmaceutical industry and biomedical areas. With the use of more specialized biomaterials, it is reported a significant increase of diseases related to the presence of bacterial biofilms formation on the surface of these materials. In this work, polystyrene microtiter plates were treated by RF plasma immersion, in a N2/H2 standard gas mixture, in order to evaluate the surface modifications and its effects on the adherence and growth of bacterial biofilms produced by Staphylococcus epidermidis. The identification of atomic species and functional groups incorporated into the polymer surface by plasma immersion process was carried out by the techniques of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and attenuated total reflectance infrared spectroscopy (ATR-IR). The changes in morphology and surface roughness of PS were evaluated by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The hydrophilicity of the surface was analyzed by measuring the water contact angle (WCA). Bacterial antibiofilm assays were carried out in order to evaluate the efficiency of plasma treatment on the growth/adherence of the biofilm formed by S. epidermidis. Physical-chemical modifications in the samples surface were found by XPS technique, where an increase in amount of relative atomic percentage of N and the presence of new chemical bonds was observed as a function of the treatment time. Through the ATR-IR spectroscopy was possible to identify the presence of amine and amide groups. The SEM and AFM measurements revealed changes in morphology and a reduction of the surface roughness with increasing time. It is also observed a reduction in the WCA after plasma treatment, indicating that PS surface becomes more hydrophilic. Antibacterial assays, shows that after 60 min of treatment time was achieved a high suppression of biofilm adhesion in the polymer surface.

Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-11-30T10:53:42Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao Michele Savaris.pdf: 2989179 bytes, checksum: 88ffa39c239bce7b722fda3a46552a44 (MD5) Dissertacao Michele Savaris.pdf: 199756 bytes, checksum: 4cdc9043cbc4c957c4347cba34d5b222 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-30T10:53:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao Michele Savaris.pdf: 2989179 bytes, checksum: 88ffa39c239bce7b722fda3a46552a44 (MD5) Dissertacao Michele Savaris.pdf: 199756 bytes, checksum: 4cdc9043cbc4c957c4347cba34d5b222 (MD5) Previous issue date: 2016-11-28

Orientador: Ana Paula Rosifini Alves Claro / Coorientadora: Ana Lúcia do Amaral Escada / Banca: Roberto Zenhei Nakazato / Banca: Rodney Bertazzoli / Resumo: O maior desafio no desenvolvimento de materiais para aplicações biomédicas é fazer com que estes tenham uma boa resposta e interação com o meio quando inseridos no corpo. Estudos sobre a topografia de superfície mostram que nanotubos de TiO2 podem contribuir para uma melhor adesão celular pois auxiliam a osseointegração e ancoragem óssea, entretanto essa mesma estrutura de superfície pode induzir o acúmulo e proliferação de bactérias na superfície do implante causando infecções e até mesmo a perda do implante. Nesse trabalho foi estudada a incorporação, ação antibactericida e fungicida da clorexidina na superfície da liga Ti-7,5Mo após o crescimento de nanotubos de TiO2 por oxidação anódica. As amostras foram divididas em dois grupos de acordo com o potencial de anodização de 10V e 20V com tempo de permanência de 24 horas, seguido de calcinação a 450ºC por 1 hora e resfriamento no forno. A partir destes procedimentos foram utilizadas técnicas de caracterização da superfície: Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS) para analisar a morfologia da superfície tal como a composição química do filme formado. O ângulo de contato foi medido para analisar a molhabilidade da superfície do material e o ensaio eletroquímico mostrou o comportamento do material em meio SBS. A clorexidina foi incorporada na superfície por imersão por 30 minutos e se mostrou um bom agente bactericida e antifúngico em ação contra S. Aureus e Candida em estudos in ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The challenge when developing materials for biomedical applications is to ensure that they have a good response and interaction when in the body. Studies about the surface topography show that TiO2 nanotubes can bring a better cell adhesion because they help osseointegration and bone anchorage, however, this same surface structure can induce the accumulation and bacteria proliferation in the implant surface causing infections and even loss of the implant. This study brings the incorporation and bactericidal action of chlorhexidine on the surface of Ti-alloy 7,5Mo after growth of TiO2 nanotubes by anodic oxidation. The samples weregrouped according to the anodizing potential of 10V and 20V with time to 24 hours stay, followed by calcination at 450 ° C for 1 hour and cooling into the oven. From these procedures were used as surface characterization techniques: scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) to examine the surface morphology such as the chemical composition of the film. The contact angle was measured to analyze the surface wettability of the material and the electrochemical assay showed the behavior of the material in the middle of SBS. Chlorhexidine was incorporated into the surface by immersing for 30 minutes and showed a good bactericide and antifungal action against S. Aureus and Candida in vitro. / Mestre