Orientador: Antônio Carlos Guastaldi / Banca: Sandra Helena Pulcinelli / Banca: Luis Geraldo Vaz / Banca: Jorge Enrique Rodriguez Chanfrau / Banca: Gildásio de Cerqueira Daltro / Resumo: A engenharia de tecidos é um campo que aplica os princípios de engenharia e ciências biológicas para desenvolver substitutos biológicos que restauram, mantém ou melhoram o tecido ou a função do órgão por inteiro. A presente tese estudou arcabouços (scaffolds) produzidos com celulose bacteriana/fosfato de cálcio voltados para a regeneração óssea. Foram analisados a modificação do processo de fermentação da celulose bacteriana com moléculas naturais (sulfato de condroitina e ácido hilaurônico), modificações físicas superficiais empregando-se irradiação gamma na celulose bacteriana e método biomimético para formação de fosfato de cálcio na superfície da membrana, posteriormente foram testados os biomateriais com células do ovário de hamster chineses (CHO-K1 cells). A modificação com moléculas naturais alterou a carga superficial e a cristalinidade das membranas, a modificação física alterou também propriedades físico-químicas de superfície, interferindo no processo de deposição de fosfato de cálcio. Os fosfatos de cálcio testados pelo método biomimético (SBFs 1 e 3), tiveram resultados melhores quanto a sua incorporação na superfíce das membranas não irradiadas de celulose bacteriana e seus nanocompósitos. / Doutor

Orientadora: Marcia Aparecida Silva Graminha / Banca: Jean Leandro dos Santos / Banca: Maria José Soares Mendes Giannini / Banca: Sergio de Albuquerque / Banca: André Luiz Pedrosa / Resumo: As leishmanioses são doenças causadas pelo protozoário parasito do gênero Leishmania e transmitidas pela picada do insetor vetor, o flebotomíneo. As leishmanioses apresentam diferentes manifestações clínicas, sendo elas leishmaniose cutânea, mucocutânea, cutânea difusa e visceral. Os fármacos atualmente disponíveis para o tratamento das leishmanioses apresentam diversos efeitos colaterais, além de problemas associados às vias de administração e surgimento de cepas resistentes. Os furoxanos e benzofuroxanos são compostos heterocíclicos contendo a função N-óxido com múltiplas atividades, incluindo anti-T. cruzi e anti-Leishmania. Neste trabalho, uma série de derivados de furoxano (compostos 3, 4a-b, 13a-b, e 14a-f) e benzofuroxano (7 e 8a-c) foram avaliados em ensaios in vitro frente as espécies L. (L.) amazonensis, L. (L.) mexicana e L. (L.) infantum. Os compostos foram também avaliados quanto à citotoxicidade em macrófagos murinos e quanto à sua capacidade de produção de óxido nítrico in vitro e em macrófagos infectados com o parasito. A atividade leishmanicida (EC50) dos derivados em estudo variou de 2,0 a 96,0 µM, enquanto que a citotoxicidade de 5,0 a 250,0 µM. A molécula doadora de óxido nítrico 14e revelou ser a mais promissora dentre os derivados analisados, exibindo ação pH-dependente. Adicionalmente, o derivado 14e mostrou ser capaz de inibir a enzima cisteíno protease de Leishmania, importante fator de virulência deste parasito. Estes ensaios mostraram que 14e inibe ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Leishmaniases are diseases caused by the protozoan parasite of Leishmania genus and transmitted by the bite of insect vetor, phlebotomine. Leishmaniases present different clinical manifestations, including cutaneous, mucocutaneous, diffuse cutaneous and visceral leishmaniasis. The currently available drugs for leishmaniasis treatment show several side effects, besides problems associated with the administration routes and the emergence of resistant strains. Furoxan and benzofuroxan are heterocyclic compounds containing the N-oxide function showing several activities, including anti-T. cruzi and antiLeishmania. In this work, a series of furoxan (compounds 3, 4a-b, 13a-b, and 14a-f) and benzofuroxan (7 and 8a-c) derivatives were tested against the species L. (L.) amazonensis, L. (L.) mexicana e L. (L.) infantum. The compounds were also evaluated for cytotoxicity against murine macrophages and as to its ability to produce nitric oxide in vitro and in macrophages infected with the parasite. The antileishmanial activity (EC50) of the derivatives studied ranged from 2.0 to 96.0 μM, whereas the cytotoxicity of 5.0 to 250.0 μM. The nitric oxide donor molecule 14e revealed to be the most promising of the analyzed derivatives, exhibiting a pH-dependent action. Futhermore, the derivative 14e was shown to be capable of inhibiting the cysteine protease enzyme of Leishmania, an important virulence factor of this parasite. These assays showed that 14e inhibits the cysteine protease B 2.8 re... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A obtenção de compósitos elastoméricos resistentes a óleos e à abrasão, com propriedades mecânicas melhoradas através da incorporação de fibras naturais pelo processo de calandragem, é uma abordagem promissora que amplia as aplicações tecnológicas destes materiais e permite sua produção em escala industrial. Neste trabalho foram desenvolvidos compósitos de borracha nitrílica com fibras de sisal, e borracha nitrílica com carbonato de cálcio e fibras de sisal. Os compósitos foram processados em moinho de dois rolos, em condições otimizadas de processamento. Estudou−se a influência do teor de carbonato, tamanho e teor das fibras de sisal, bem como do tratamento de mercerização das fibras nas propriedades dos compósitos. Os compósitos, com as fibras curtas aleatoriamente distribuídas, foram caracterizados através de ensaios mecânicos, microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). O tratamento de mercerização promoveu a remoção de lignina e hemicelulose da superfície das fibras de sisal, aumentando sua adesão à matriz de borracha. O tamanho critico de fibras, determinado para reforço nesta matriz nitrílica, foi de 6 mm, sendo que o teor crítico de fibras foi de 11 pcr para a matriz de borracha pura e de 5,5 pcr para a matriz combinada com carbonato de cálcio. Determinou−se que o teor ideal de carbonato é de 67 pcr. As análises térmicas (TG e DSC) mostraram que os compósitos são termicamente estáveis até a temperatura em torno de 300°C. Os materiais obtidos possuem uma boa relação custo⁄beneficio tornando promissora sua utilização / The preparation of elastomeric composites resistent to oils and abrasion, with mechanical properties enhanced through incorporation of natural fibers by calendering processing is a promising, approach that enlarge the technological applications for these materials, and allow their production in industrial scale. In this work, nitrile rubber with sisal fibers composites and nitrile rubber with calcium carbonate and sisal fibers composites were developed. The composites were processed on a two roll mixing mil, in optimized processing conditions. It was studied the influence of calcium carbonate amount, size and amount of sisal fibers, and alkali treatment of the fibers on the composite properties. The composites, with short fibers randomly distributed, were characterized by mechanical analysis, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis (TG) and differential scanning calorimetry (DSC). Mercerization treatment promoted the remotion of lignin and hemicelluloses from the sisal fibers surface, increasing the adhesion between the fiber and the rubber matrix. The critical size of sisal fibers to reinforce the nitrile matrix was 6 milimeters, and the fibers critical volume was 11 phr for the pure rubber matrix, and 5.5 phr for the matrix containing calcium carbonate. The ideal volume of calcium carbonate was 67 phr. The thermal analysis (TG and DSC) demonstrated that the composites are thermally stable up to 300°C. The materials developed have a good cost⁄benefits relation making promising their utilization

Um experimento em casa de vegetação, foi conduzido objetivando comparar os efeitos da aplicação de sulfato de cálcio, fosfogesso, e carbonato de cálcio sobre a alteração das propriedades da fase sólida e liquida de amostras de subsolo de dois latossolos vermelho-amarelos álicos, dois latossolos roxos ácricos e um latossolo vermelho escuro álico do estado de São Paulo. Avaliaram-se os efeitos dessas alterações sobre o crescimento e a absorção de água e nutrientes pelo milho (Zea mays L.). Utilizou-se uma técnica de raiz bipartida vertical, em que quatro plantas de milho foram cultivadas inicialmente em um recipiente contendo 130 g de uma amostra de solo fértil. Quinze dias após a germinação, removeu-se o recipiente e o bloco de terra com as plantas foi introduzido em um vaso preenchido com 2 dm3 de amostra de subsolo, que recebeu um dos seguinte tratamentos: sem corretivo, sulfato de cálcio, fosfogesso e carbonato de cálcio, aplicados na dose de 10 mmo.dm- 3 de terra, além de 56 mg de N e 78 mg de K. Passados mais dezenove dias, as plantas foram colhidas e o subsolo contido nos vasos foi amostrado para determinações do teor de água e do comprimento radicular e para a realização de análise química. O sulfato de cálcio e o fosfogesso aumentaram o pH em cloreto de cálcio e o teor de Ca2+ trocável e reduziram o Al3+ trocável e o H+ + Al3+, mas em menor proporção que o carbonato de cálcio. Não houve diferença significativa entre o sulfato de cálcio e o fosfogesso quanto a esses efeitos. Os valores de pH em água diminuíram devido ao efeito do sal na medida do pH. As amostras de subsolo utilizadas apresentaram severas restrições ao desenvolvimento do sistema radicular do milho. Com a adição dos corretivos o comprimento de raízes aumentou em até 194 % devido à correção da deficiência de cálcio e/ou redução da toxicidade do alumínio. O carbonato de cálcio reduziu a atividade do Al3+ pelo aumento do pH. Nos latossolos ácricos e no latossolo vermelho escuro álico, o sulfato de cálcio e o fosfogesso também provocaram a redução da atividade de Al3+ como resultado do aumento da força iônica da solução e formação do par iônico AlS04 +. No caso do fosfogesso, a formação de complexos de Al com F (AlF2+ e AlF2 +) foi a principal causa da redução da atividade do Al3+. Já nos latossolos vermelho-amarelos álicos, o aumento do comprimento de raízes nos tratamentos com sulfato de cálcio e fosfogesso deveu-se, provavelmente, ao efeito do cálcio em reduzir a toxicidade do alumínio, uma vez que a atividade do Al3+ foi aumentada. A produção de matéria seca do milho aumentou com a aplicação dos corretivos em todos os solos. Nos latossolos ácricos e no latossolo vermelho escuro, o efeito do calcário foi inferior ao efeito do sulfato de cálcio e do fosfogesso devido à menor concentração de nutrientes na solução. Nos latossolos vermelho-amarelos álicos não houve diferença entre os corretivos. O sulfato de cálcio e o fosfogesso foram tão eficazes quanto o carbonato de cálcio em favorecer a absorção de nitrogênio e potássio do subsolo / not available

Não é raro criar equinos em áreas onde baixo teor de fósforo, indisponibilidade de cálcio e teor de oxalato nas plantas podem levar a desequilíbrios resultando em hiperparatireoidismo nutricional secundário. Normalmente, os minerais atuam no organismo na forma orgânica e não inorgânica, porém, ainda há controvérsia na literatura quanto ao uso de minerais orgânicos. Objetivando-se avaliar o efeito da adição de ácido oxálico na dieta, causando desequilíbrio entre cálcio e fósforo em potros, e se dietas com minerais orgânicos, quando comparadas a dietas com minerais inorgânicos, seriam capazes de evitar esse desequilíbrio e evitar o desenvolvimento da patologia, analisaram-se: pesos dos animais, parâmetros sorológicos, concentrações minerais nos pêlos, densidade mineral óssea e biópsias ósseas. Utilizaram-se 24 potros, sem raça definida, com idade entre 18 e 24 meses. Cada tratamento foi composto por 6 potros (3 machos e 3 fêmeas), totalizando 4 tratamentos, em delineamento inteiramente casualizado, com medidas repetidas no tempo, em arranjo fatorial 2x2: suplementação com minerais orgânicos ou minerais inorgânicos, e presença ou ausência de oxalato na dieta. A colheita de amostras foi realizada em 150 dias, sendo a pesagem a cada 15 dias, os parâmetros sorológicos, mineralogramas capilares e densitometrias ósseas a cada 30 dias, e biópsias ósseas a cada 75 dias. Os resultados demonstraram aumento linear dos pesos em relação aos períodos, independente dos tratamentos e não foram observadas diferenças significativas nos hemogramas dos animais no período experimental. Houve diferença no paratormônio (PTH) plasmático entre o grupo tratado com minerais inorgânicos + oxalato em relação aos outros tratamentos. O hormônio calcitonina não diferiu entre tratamentos e durante períodos, assim como os minerais lítio, molibdênio, zinco, escândio, ouro, prata, tungstênio, zircônio, bário, berílio, cádmio, chumbo e mercúrio (dosados por mineralograma capilar). Foi observada diferença na concentração capilar de cálcio, enxofre, boro, cobre e estrôncio em relação aos períodos, independente dos tratamentos. As médias das concentrações capilares de manganês, no tratamento com minerais inorgânicos + oxalato não apresentaram diferenças entre períodos; porém nos outros tratamentos, assim como nos minerais fósforo, magnésio, potássio, silício, sódio, cobalto, cromo, ferro, selênio, titânio, alumínio e níquel houve efeito quadrático em relação aos períodos. Quanto à densidade mineral óssea do III metacarpiano, não foi observada diferença entre tratamentos, nem entre sexos. Foi observado efeito de período na mobilização de cálcio, fósforo e magnésio nos ossos, independente dos tratamentos. A partir dos resultados desse estudo, pode-se concluir que o modelo de indução de desequilíbrio entre cálcio e fósforo com inclusão de oxalato de potássio é efetivo e produz o resultado esperado. A suplementação mineral é capaz de aumentar a densidade mineral óssea, em potros, independente da fonte e do sexo. A criação de desequilíbrio mineral através da inclusão de oxalato de potássio diminui concentrações de cálcio, fósforo e magnésio nos ossos, independente da fonte suplementada. Potros suplementados com minerais orgânicos, mesmo quando desafiados com a inclusão de oxalato de potássio na dieta, mantém níveis de PTH plasmáticos estáveis, demonstrando melhor resistência ao desequilíbrio entre cálcio e fósforo e evitando o desenvolvimento da osteodistrofia fibrosa / Not uncommonly, the creation of horses in areas where the low phosphorus content, the unavailability of calcium and oxalate levels in plants can lead to imbalances resulting in nutritional secondary hyperparathyroidism. Minerals exert their functions in the body almost entirely as chelated minerals, and not as inorganic ion, however, there is still much controversy in the literature regarding the use of organic minerals. Aiming to evaluate whether the addition of oxalic acid in the diet could induce an imbalance between calcium and phosphorus in foals, and if the diet with organic minerals, compared with diet with inorganic minerals, would be able to avoid this imbalance and prevent the development of pathology, serological parameters, mineral concentrations in hair, bone mineral density and bone biopsies were analyzed. It was used 24 crossbred foals, aged between 18 and 24 months. Each treatment consisted of 6 foals (three males and three females), totaling four treatments in a completely randomized design with repeated measures on time, in a 2x2 factorial arrangement: supplementation with minerals organic or not (inorganic minerals), and presence or absence of oxalate in the diet. Sampling was conducted over a period of 150 days, and the animal were weighed every 15 days, the serological parameters, bone densitometry and hair analysis collected every 30 days, and bone biopsies every 75 days. The results showed a linear increase of the weights trough the periods, regardless of the treatments, and there were no significant differences in blood counts of animals in the experimental period. The values of parathyroid hormone (PTH) showed no difference between the group treated with inorganic minerals + oxalate in relation to other treatments, and in this treatment, the average was 5.75 times higher than the averages of other treatments. The results showed that the hormone calcitonin did not change between treatments and periods as well as the mineral lithium, molybdenum, zinc, scandium, gold, silver, tungsten, zirconium, barium, beryllium, cadmium, lead and mercury (measured by hair analysis). Difference was observed in hair concentration of calcium, sulfur, boron, copper and strontium during periods, regardless of treatments. The hairs average concentration of manganese in treatment with inorganic minerals + oxalate did not differ during periods, but the other treatments, as well as the minerals phosphorus, magnesium, potassium, silicon, sodium, cobalt, chromium, iron, selenium, titanium, aluminum and nickel showed quadratic effects for the periods. No difference was observed between treatments or between sexes on III metacarpal bone mineral density during the study period. A period effect was observed in the mobilization of calcium, phosphorus and magnesium in bone, independent of treatments. With the results of this study, we can conclude that the model of induced imbalance between calcium and phosphorus with addition of potassium oxalate is effective and produces the expected result. The mineral supplementation can increase bone mineral density in foals, regardless of source and sex. The creation of mineral imbalance by adding potassium oxalate decreases the concentration of calcium, phosphorus and magnesium in the bones of foals, regardless of source supplemented. Foals supplemented with organic minerals, even when challenged with the addition of potassium oxalate in the diet, maintains levels of plasma PTH stable, showing more resistance to the imbalance between calcium and phosphorus and avoiding the development of fibrous osteodystrophy

Cerâmicas porosas combinam baixa condutividade térmica com elevada estabilidade química, dimensional e refratariedade. Devido a isso, seu uso como isolante térmico em altas temperaturas (T >1000°C) tem se apresentado como uma importante solução para reduzir o consumo energético. Dentre as diversas matérias primas utilizáveis nessa aplicação, o hexaluminato de cálcio (CaAl12O19 ou CA6) é um novo tipo promissor de refratário leve. Entre suas características mais importantes, destacam-se o alto ponto de fusão (1875°C) e a dificuldade intrínseca para densificar, devido à morfologia dos cristais em forma de placas que permite manutenção da porosidade em altas temperaturas, e por longos tempos. Apesar do grande interesse tecnológico e dos diversos estudos relatando propriedades e aplicações, há poucos trabalhos descrevendo a evolução da microestrutura de estruturas porosas formadas \"in situ\" a partir de fontes de Al2O3 e CaO. Sabendo que essa rota de processamento permite significativa economia de energia e tempo, compreender os mecanismos e variáveis envolvidos torna-se um importante ponto de investigação. Neste trabalho, foram preparadas composições com diferentes proporções de Al2O3 e CaCO3 por meio de prensagem uniaxial. Após tratamento térmico (500-1500°C), as amostras foramcaracterizadas em relação à porosidade total, resistência à ruptura por flexão, módulo elástico, fases numeralógicas formadas, dilatação térmica linear e morfologia. Os principais fatores que afetaram a evolução da microestrutura porosa foram o teor de CaCO3 adicionado ao sistema, o tamanho médio dessas partículas e a temperatura final de tratamento térmico. Para todas as composições com CaCO3, verificou-se que a formação de poros após a decomposição do CaCO3 (650-720°C) não afetou o nível total de porosidade da estrutura. Entre 1300-1400°C ocorreu a formação de fases intermediárias (CaAl2O4 e CaAl4O7) com composição eutética e baixo ponto de fusão ao redor dos poros. Em 1500°C, essas fases líquidas adquiriram a composição do hexaluminato e se cristalizaram, gerando estruturas porosas e com razoável resistência mecânica. / Porous ceramics combine low thermal conductivity with high chemical and dimensional stability and refractoriness. Therefore, their use as insulators at high temperatures (T>1000°C) has emerged as an important solution for the reduction ofenergy consumption. Among the various raw materials to be used for such a purpose, calcium hexaluminate (CaAl12O19 or CA6) is a promising new type of lightweight refractory material. Some ofits most important features include high melting point (1875°C) and intrinsic difficulty to densify due to the morphology of its plate-like crystals that enables the maintenance of porosity at higher temperatures and for longer times. Despite the great technological interest it has drawn and the development of studies on its properties and applications, the literature reports few studies on the evolution of its microstructure formed in situ from Al2O3 and CaO sources. Because this processing route significantly saves energy and time, the mechanisms involved must be understood. This dissertation addresses the preparation of compositions with different proportions of Al2O3 and CaCO3 by uniaxial pressing. After heat treatment (500-1500°C), samples were characterized regarding total porosity, tensile strength by bending, elastic modulus, formed phases, dilatometric analyzis and scanning electron microscopy. The main factors that affected the evolution of the porous microstructure were the CaCO3 content added to the system, average size of the particles and the final temperature of the heat treatment. The formation of pores after the CaCO3 (650-720°C) decomposition did not affect the level of total porosity significantly. The formation of intermediate phases (CaAl2O4 and CaAl4O7) with eutectic composition and low melting point surrounding the pores was observed between 1300-1400°C. At 1500°C, such liquid phases displayed a hexaluminate composition and crystallized, which resulted in porous structures of reasonable strength.

O presente estudo teve como objetivo avaliar e comparar, morfologicamente, a resposta do tecido subcutâneo de ratos frente ao de hidróxido de cálcio associado a diferentes substâncias, sendo elas: clorexidina 0,2% em propilenoglicol, clorexidina 0,4% em propilenoglicol, Casearia sylvestris Sw (Guaçatonga) em propilenoglicol e propilenoglicol (que serviu como grupo controle). Para isso, foram utilizados 72 ratos Wistar. As pastas foram preparadas e colocadas em tubos de polietileno, que foram implantados no tecido subcutâneo do dorso de cada animal. Os períodos experimentais foram de 7, 14 e 30 dias após o procedimento cirúrgico, quando então, os animais foram mortos. As amostras coletadas passaram por processamento histotécnico e foram feitos cortes de 5µm de espessura e coloração com Hematoxilina e Eosina (H.E.). A avaliação das respostas do tecido conjuntivo em contato com as pastas testadas foirealizada de forma descritiva e quantitativa subjetiva.Os dados obtidos após análise quantitativa foram submetidos ao teste estatístico de Kruskal-Wallis e Dunn com nível de significância p<0,05. Os resultados mostraram que a clorexidina 0,4%, de modo geral, se mostrou mais irritante que os demais grupos. O extrato de Casearia sylvestris Sw apresentou comportamento satisfatório em relação à intensidade da reação inflamatória, igualando-se aos grupos 1 e 4. Com base na metodologia aplicada, foi possível concluir que aos 30 dias todos os grupos mostraram não interferir no processo de reparo e que todas as substâncias experimentais (clorexidina a 0,4%, a 0,2% e o extrato de Casearia sylvestris Sw) podem ser associadas ao hidróxido de cálcio. / This study aimed to evaluate the response of rat subcutaneous tissue against calcium hydroxide associated with different substances: chlorhexidine 0.2% in propylene glycol, 0,4% chlorhexidine in propylene glycol, Casearia sylvestris (guaçatonga) in propylene glycol and propylene glycol (control group). The pastes were prepared and placed in polyethylene tubes, which were implanted in the dorsum of each animal (N=18). The experimental periods were 7, 14 and 30 days after surgery, at which time the animals were killed. The samples were histologically processed and stained with hematoxylin and eosin. The evaluation of the responses of connective tissue in contact with the pastes was performed using descriptive and quantitative analyses. The data obtained after the quantitative analysis were subjected to statistical test of Kruskal-Wallis and Dunn with significance level p <0.05. In overall, chlorhexidine 0,4%/calcium hydroxide showed the more intense inflamatory reaction in comparison to the other groups. The extract of Casearia sylvestris showed satisfactory performance in relation to the intensity of the inflammatory reaction, similar to groups 1 and 4. Based on the methodology, it was concluded that at 30 days all the materials do not to interfere with the repair process and that all experimental substances (chlorhexidine 0.4%, 0.2% and the extract of Casearia sylvestris) can be associated with calcium hydroxide.

Um dos grandes desafios para o tratamento de defeitos ósseos extensos na região bucomaxilofacial têm sido o desenvolvimento de um biomaterial substituto ósseo ao enxerto autógeno. No presente trabalho avaliou-se a formação óssea e a biodegrabilidade do osso desproteinizado bovino Bio-Oss® e do seu similar GenOx Inorg® e da cerâmica bifásica GenPhos® XP no processo de reparo de defeitos ósseos cranianos em coelhos, comparativamente ao osso autógeno (controle positivo) e coágulo sanguíneo (controle negativo). Foram realizados cirurgicamente defeitos bilaterais de 8-mm de diâmetro nos ossos parietais de 39 coelhos. A seguir os defeitos foram preenchidos aleatoriamente com 0,1cm3 de material ou coágulo conforme cada grupo de tratamento. Após os períodos de 4, 8 e 24 semanas os crânios foram coletados, analisados no microtomógrafo e processados histologicamente. O percentual de volume do defeito ocupado pelo material e osso neoformado foi avaliado pela microtomografia e histomorfometria, enquanto que, para a medula óssea, tegumento e tecido conjuntivo, apenas pela análise histomorfométrica. Os resultados quantitativos obtidos foram comparados estatisticamente pela ANOVA a dois critérios (período e tratamento) e teste de Tukey com p<0,05. A intensidade da associação linear dos dados microtomográficos e histomorfométricos avaliada pelo coeficiente de correlação de Pearson, mostraram correlação moderada a forte. Nos períodos iniciais de reparo (30 e 60 dias), os defeitos tratados com Bio-Oss®, GenOx® Inorg e GenPhos® XP apresentaram manutenção do volume do material enxertado (Vvi médio de 34% ) e formação óssea menor e mais imatura em relação grupo autógeno (Vvi = 22% vs. 32% no grupo autógeno). No período mais tardio (180 dias) a quantidade de formação óssea foi estatisticamente similar nos grupos Bio-Oss® (Vvi = 27%), GenOx® Inorg (Vvi = 26%) e GenPhos® XP (Vvi = 20%) porém, o GenOx® Inorg promoveu a formação de um tecido ósseo mais organizado e com maior acúmulo de biomaterial+osso+medula óssea (Vvi = 67,9%) comparado ao GenPhos® XP (Vvi =58,9%) e Bio Oss (Vvi = 55,6%) mas, inferior ao do enxerto autógeno (Vvi = 78%). Os resultados aqui obtidos permitem concluir que o osso autógeno promove rápida formação e maturação óssea, porém não consegue promover o reestabelecimento completo da díploe removida cirurgicamente. Os materiais BioOss, GenOx® Inorg e GenPhos® XP são excelentes materiais osteocondutores levando a formação óssea em toda extensão do defeito, sendo o GenOx® Inorg o que apresenta menor grau de reabsorção e maior e melhor preenchimento do defeito. / One major challenge for treatment of critical size defects in maxillofacial region has been the development of a substitute biomaterial to the autogenous bone grafts. In present study we evaluated the bone formation and biodegradability of deproteinized bovine bone Bio-Oss® and GenOx® Inorg, and biphasic calcium phosphate GenPhos XP® during bone repair process in rabbits cranial defects compared to autogenous bone (positive control) and blood clot (negative control). In parietal bone of 39 rabbits were made bilateral 8-mm diameter defects, which were filled randomly with 0,1cm3 material or clot as each treatment group. After periods of 4, 8 and 24 weeks skulls of animals were collected, analyzed the MicroCT scanner and histologically processed. The percentage of defect volume occupied by biomaterial and new-formed bone were assessed by histomorphometry and microtomography, while the bone marrow, connective tissue and tegument only by first analysis. The quantitative data were compared by two-way ANOVA analysis (time and treatment) and Tukey\'s test at p <0.05. The intensity of the linear association of MicroCT and morphometric data evaluated by the Pearson correlation coefficient, showed moderate to strong correlation. In the early repair periods (30 and 60 days), the defects treated with Bio- Oss, GenOx® Inorg and GenPhos® XP showed maintenance of the graft material volume (average Vvi of 34%) and lower and more immature bone compared autograft group (Vvi = 22% vs. 32% in the autograft group). In the later period (180 days) the amount of bone formation was statistically similar to the groups Bio-Oss® (Vvi = 27 %), GenOx® Inorg (Vvi = 26%) and GenPhos® XP (Vvi = 20%) however, the bone formation in GenOx® Inorg was more organized and with greater accumulation of particles + bone tissue + bone marrow (Vvi = 67.9%), when compared to GenPhos® XP (Vvi = 58.9%) and Bio-Oss® (Vvi = 55.6%) but lower than the autograft (Vvi = 78%). It was concluded that the autogenous bone promotes rapid bone formation and maturation, but cannot promote the complete reestablishment of diploe surgically removed. The Bio-Oss®, GenOx® Inorg and GenPhos® XP are excellent osteoconductive materials leading to bone formation in the full extent of the defects, and the GenOx® Inorg showing less absorption promotes more and better defect filling.

Frutanos, frutooligossacarídeos (FOS) e inulina, são carboidratos constituídos de moléculas de frutose, ligadas ou não a uma molécula terminal de sacarose e, devido aos efeitos fisiológicos do seu consumo, são incluídos na categoria das fibras alimentares. Estudos têm demonstrado que os frutanos são intensamente fermentados no intestino grosso proporcionando, desta forma, um ambiente favorável para a absorção dos minerais. No presente trabalho, os efeitos dos FOS, provenientes da Raftilose e da raiz tuberosa do yacón, foram avaliados sobre a biodisponibilidade do Ca e do Mg em ratos em crescimento. Foram realizados dois ensaios biológicos, sendo o 1º de 23 dias (n=16) e o 2º de 27 dias (n=24). Ratos machos da linhagem Wistar Hannover, recém-desmamados, foram submetidos, no 1º ensaio, a dietas suplementadas com Raftilose (5% de FOS) e, no 2º ensaio, com uma farinha de yacón (5 e 7,5% de FOS). Em ambos, os ensaios a ração controle foi elaborada segundo a AIN-93G. Todas as rações foram suplementadas com 7,5g de cálcio/kg de ração. Ração e água foram fornecidas ad libitum. Fezes (1º e 2º ensaios) e urina (2º ensaio) foram coletadas ao longo de 3 períodos experimentais (4º, 10º e 16º dias de experimento) de 5 dias cada. Os animais foram sacrificados e o fígado, o baço e os rins foram removidos e pesados. O ceco foi removido e seu conteúdo e sua parede foram pesados. Após centrifugação do conteúdo, as frações resíduo (R) e sobrenadante (S) foram pesadas e o pH foi determinado na fração S com uma fita indicadora. No 2º ensaio uma porção da parede do ceco e do cólon proximal foram fixados em solução alcoólica de Bouin e posteriormente transferidos para uma solução de etanol a 70%, para análises histológicas. Os ossos (fêmur e tíbia) foram removidos para análises da densidade mineral óssea (DMO), do conteúdo mineral e das propriedades mecânicas (somente o fêmur). As análises de Ca e Mg também foram realizadas nas fezes (absorção aparente), na urina (balanço mineral) e no conteúdo cecal. Os resultados foram avaliados através de análises de variância (ANOVA), sendo considerado um nível de significância de 95%. Foram observados aumentos significativos no peso e no teor de umidade das fezes, e no peso do ceco (conteúdo e parede). O consumo dos FOS estimulou significativamente a absorção e o balanço mineral. Tal efeito ocorreu de maneira menos pronunciada para o Mg. Este aumento foi refletido em maior retenção mineral nos ossos, confirmada pelas análises por espectrofotometria de absorção atômica. Foi observado efeito positivo nas propriedades mecânicas (carga máxima e rigidez) nos fêmures dos animais que consumiram FOS, em relação às dos grupos controles. Não foram observadas diferenças significativas na DMO, em quaisquer das regiões analisadas nos ossos (proximal, medial e distal), entre os grupos experimentais. As análises histológicas demonstraram um pronunciado aumento na profundidade e no número de criptas no ceco, bem como no número de criptas em bifurcação. Os efeitos positivos na absorção intestinal, na retenção mineral e no comportamento mecânico do osso observado no presente estudo, indicam um papel importante dos FOS na manutenção de ossos hígidos. / Fructans, fructooligosaccharides (FOS) and inulin, are carbohydrates comprising fructose molecules linked or not to a terminal sucrose molecule. Because of the biological effects of its consumption, they are considered as fibers. Studies have demonstrated that fructans are intensely fermented in the large intestine, thus rendering a favorable environment to mineral absorption. In the present work, the effects of FOS from Raftilose and from yacon tuberous roots on the bioavailability of Ca and Mg in growing rats were evaluated. Two biological assays were carried out, the first one lasting 23 days (n=16) and the second one lasting 27 days (n=24). In the first assay, weanling male Wistar Hannover rats were fed diets supplemented with Raftilose (5% FOS). In the second assay, they were fed diets supplemented with yacon flour (5 and 7.5% FOS). In both assays, the control diet followed AIN-93G. All diets were supplemented with 7.5g calcium/kg diet. Diet and water were given ad libitum. Feces (first and second assays) and urine (second assay) were collected along the 3 experimental periods (4th, 10th and 16th days of experiment), each period lasting 5 days. The animals were sacrificed and their livers, spleens and kidneys were removed and weighed. The cecum was removed and its contents and wall were weighed. After centrifuging the contents, residues (R) and supernatant (S) were weighed and the pH of S was determined using a chemical tape. In the second assay, portions of the cecum and proximal colon walls were fixed in Bouin’s alcoholic solution and then transfered to a 70% ethanol solution, aiming histological analyses. The bones (femur and tibia) were removed for bone mineral density (BMD) analyses, mineral contents and mechanical properties (only the femur). Ca and Mg analyses were also performed on the feces (apparent absorption), urine (mineral balance) and cecal contents. The results were evaluated using analysis of variance (ANOVA), considering a significance of 95%. Significant increases in the weight and moisture of feces and in the weight of the cecum (contents and wall) were observed. Besides, the consumption of FOS significantly stimulated the absorption and mineral balance, although such an effect was not so evident for Mg. That increase was reflected in a greater bone mineral retention, confirmed through atomic absorption spectrophotometry analyses. A positive effect on mechanical properties (maximum load and hardness) was observed in the femur of animals feeding on FOS, relatively to the control groups. On the other hand, no significant differences in BMD were observed in any of the bone regions analysed (proximal, midshaft and distal) among the experimental groups. Histological analyses demonstrated a noticeable increase in the depth and number of cecum crypts, as well as in the number of bifurcated crypts. The positive effects on intestinal absorption, mineral retention and mechanical behavior of the bones, observed in the present study, show an important role of FOS in healthy bones.

Muitos organismos vivos, tal como seus constituintes, são formados por sistemas químicos complexos que envolvem a interação entre compostos orgânicos e inorgânicos ligados química e/ou fisicamente. Nestes sistemas as matrizes orgânicas são geralmente compostas por macromoléculas como polissacarídeos e proteínas. Essas moléculas têm o papel de direcionar a nucleação e o crescimento da porção inorgânica. O uso de superfícies metálicas adequadas recobertas por este tipo de filme híbrido tem potencial aplicação em implantes de substituição óssea, no qual são requeridas superfícies quimicamente inertes, mas que ao mesmo tempo estimulem processos de calcificação. Nesta tese estudou-se o crescimento de CaCO3 sobre superfícies metálicas de alumínio e aço inox recobertas por matrizes orgânicas compostas por diferentes poliânions e pelo policátion quitosana, na forma de filmes montados camada-a-camada (do inglês LbL), na presença ou não de fosfolipídeos (filmes Langmuir-Blodgett), formando um meio confinado para o crescimento do mineral. Diferentes técnicas foram utilizadas: microscopia eletrônica, microscopia de força atômica, espectroscopias de reflexão nas regiões do Uv-vis, e do infravermelho, Raman, espalhamento e difração de raios-X. Estudou-se a influência de diferentes grupos carregados dos fosfolipídeos e dos poliânions, tal como sua conformação, no crescimento de CaCO3. O tipo de interação entre o poliânion e a quitosana leva ao crescimento de matrizes poliméricas com diferenças em suas espessuras e capacidade de retenção de líquido, modificando as condições de supersaturação local e influenciando no tipo de estrutura de CaCO3. Puderam ser identificados dois polimorfos formados sobre os filmes orgânicos de poli(ácido acrílico) e quitosana, sugerindo que existem dois diferentes sítios onde a nucleação pode ser iniciada: a partir da solução de CaCl2 aprisionada na matriz polimérica e o outro a partir dos íons cálcio ligados como contra-íons aos grupos negativamente carregados do poliânion. Na presença do pré-recobrimento LB, a natureza da cabeça polar do fosfolipídeo direciona o tipo de ligação e crescimento da matriz polimérica, que levam ao crescimento de partículas de CaCO3 com morfologia e tamanho variados, explicados em termos da presença de ambientes com diferenças de concentrações locais de Ca2+. Além disso, verificou-se que a rugosidade superficial dos suportes metálicos pode favorecer a formação do polimorfo de CaCO3 cineticamente mais estável, mostrando que o processo de cristalização sobre estes suportes é um processo governado por difusão. A hidrofilicidade dos suportes é aumentada pela presença da matriz orgânica e pela presença de CaCO3 sobre as matrizes. O crescimento de CaCO3 em meios confinados tridimensionais, formados por membranas de policarbonato modificadas com filme finos de polieletrólitos, também foi estudado. Este tipo de molde leva à formação de estruturas cilíndricas que seguem a morfologia dos poros da membrana. A presença de poli(ácido acrílico) leva a formação de estruturas cilíndricas ocas, enquanto que cilindros completamente preenchidos foram formados nos poros contendo quitosana na última camada. Estes resultados foram explicados com base em diferenças na etapa de nucleação: na presença de PAA a nucleação de CaCO3 deve iniciar-se a partir dos íons Ca2+ ligados ao poliânion que, por sua vez, está ligado diretamente às paredes do molde; já na presença que quitosana, com maior capacidade de retenção de liquido e sem interação específica com Ca2+ a nucleação e seqüente cristalização devem ocorrer por todo o poro da membrana. As estruturas formadas são em sua maioria monocristais de calcita hexagonal orientadas na direção cristalográfica <2 -2 1>. / Some living organisms as well as their constituents are formed by complex chemical systems which involves the interaction among organic and inorganic compounds bounded physically or chemically. In these systems the organic matrices are usually composed by macromolecules like polysaccharides and proteins. These molecules have an important hole in tailoring the nucleation and the sequent growth of the inorganic portion. Metallic surfaces coated with these hybrid films have potential application as implants for bone substitution for which the surfaces must be chemically inert but at the same time they should stimulate calcification processes. In this present thesis we studied the growth of CaCO3 over aluminium and stainless steal surfaces coated with layer-by-layer films composed by different polyanions and chitosan as polycation, in the presence or not of phospholipids (Langmuir-Blodgett films). These organic matrices formed a confined medium within which CaCO3 particles were growth. Different techniques were applied in order to understand these systems: electronic microscopy, atomic force microscopy, UV-Vis and infrared reflection spectroscopy, Raman, and X-ray scattering and diffraction. We studied the influence of the different charged groups of the phospholipids and the polyanion as well as their conformation on CaCO3 growth. The type of interaction between the polycation and the polyanions tailors the growth of the organic matrices, forming films with different thickness and different water retention abilities which change the local supersaturation conditions changing the structure of the CaCO3 formed. Two types of CaCO3 polymorphs were growth over poly(acrylic acid) (PAA) and chitosan films suggesting that there are two sites where the nucleation can be started: the CaCl2 solution retained in the gel-like organic films and the Ca2+ ions bounded to the negative groups of the polyanion. In the presence of the LB pre-coating, the nature of the phospholipid polar head tailors the binding and the growth of the polymeric matrices leading to the formation of CaCO3 particles with difference in their sizes and morphologies. This result was explained in basis of the differences in the Ca2+ local concentrations in each situation. Moreover, it was observed that the surface roughness of the supports can favour the formation of vaterite, the kinetically most stable CaCO3 polymorph, showing that the crystallization may be guided by diffusion processes. The hidrophilicity of the supports was improved by the presence of both organic and hybrid films. The growth of CaCO3 in tridimentional confined mediums was done using LbL modified polycarbonate membranes as template. This template leads to the formation of cylindrical CaCO3 particles following the morphology of the membrane pores. CaCO3 tube-like structures were formed in presence of PAA, while rod-like structures were formed in presence of chitosan in the top LbL layer. These results were explained on basis of the difference in the nucleation stages: in the presence of PAA the nucleation starts on the Ca2+ ions bounded to the polyanion that is linked to the walls of the template; in the presence of chitosan that presents higher water retention ability and has no specific interaction with Ca2+ ions, the nucleation and sequent crystallization should occur through the entire pore of the membrane. The electron diffraction patterns showed that the CaCO3 structures are single crystals of the calcite polymorph oriented in < 2 -2 1> crystallographic direction.