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More than one million people worldwide receive some kind of bone graft each year. Grafts are often needed following bone tumour removal or traumatic fractures to fill voids in the bone and to aid in the healing process. The most common method involves bone transplantation, in which bone tissue is taken from one site to fill the defect in another site. The procedure thus involves two surgeries, which leads to an increased risk of complications. New, synthetic graft materials that can be used to fill defects and minimise the complications associated with bone tissue harvesting are therefore necessary. The synthetic materials available today lack the inherent biological factors of bone that stimulate the bone regeneration process. Much of today’s research concerning synthetic bone graft materials aims to solve this issue and researchers have suggested several different strategies. The purpose of this thesis is to improve the performance of acidic calcium phosphate cements, which are materials used as synthetic bone grafts. By combining these cements with drugs or ion additives, local delivery could be achieved with the potential to stimulate bone formation. Two different combinations were attempted in this thesis: cement in combination with simvastatin, or cement in combination with strontium halide salts. Both simvastatin and strontium are known to positively affect bone formation. The efficacy of the cements with the additives was evaluated using different bone cell cultures. The results regarding simvastatin showed that the cement’s mechanical property was not affected upon drug loading, and that the drug was released by a diffusion-controlled mechanism. Moreover, results showed that simvastatin stimulated the bone-forming cells (osteoblasts) to produce more bone tissue, while it inhibited bone-degrading cells (osteoclasts) from degrading the cement. These findings suggest that simvastatin could aid in the bone regeneration process in the local area surrounding the cement. The main purpose of the study using strontium halide salts was to increase the cement’s X-ray contrast, which is a property used to monitor cement during injection. In addition, strontium is believed to positively affect bone cells. The X-ray contrast did increase after the addition of 10 wt% strontium bromide or strontium iodide, while the cell study results did not indicate any significant effects on the bone-forming cells. In the last section of this thesis, zebrafish were used as a model to evaluate bone formation upon treatment with degradation products from synthetic bone grafts. The zebrafish is a small organism with 70 % gene homology to humans; due to its transparency, fast development and ease of handling, it is an interesting model for high-throughput studies. Silicate, which is an ionic degradation product of many different bone substitute materials, was used as a proof-of-concept to visualise bone formation in these fish. The results showed an increased bone formation upon treatment with 0.625 μM silicate ions. The results suggest that this model could be used as a complement to bone cell culture studies in pre-clinical evaluations of the degradation products of bone substitute materials, thus helping researchers to design materials with degradation products that could stimulate bone formation.

Thesis (M.S.)--University of Missouri--Rolla, 2007. / Vita. The entire thesis text is included in file. Title from title screen of thesis/dissertation PDF file (viewed March 25, 2008) Includes bibliographical references (p. 52-54).

Thesis (Ph. D.)--University of Texas at Austin, 1997. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 226-241). Available also in a digital version from Dissertation Abstracts.

Thesis (Ph. D.)--University of Alabama at Birmingham, 2007. / Description based on contents viewed June 22, 2007; title from title screen. Includes bibliographical references (p. 138-149).

O café é a bebida mais consumida após a água no Brasil, já o cálcio é um micronutriente de fundamental importância ao corpo humano, sendo assim, o objetivo deste trabalho foi a escolha do café torrado e moído com sal de cálcio, sua quantificação e avaliação sensorial, além da escolha coador para preparo. Seis sais solúveis em água foram utilizados para selecionar a melhor bebida com cálcio, sendo que um deles foi testado em escala industrial. Para escolha da melhor bebida, foi considerada a opinião de dois especialistas de café, os quais definiram três amostras de maior similaridade ao café tradicional, contendo citrato malato de cálcio, carbonato de cálcio e fosfato de cálcio. Também foi verificado com os especialistas se o preparo com coador de tecido era diferente do preparo com coador de papel. A quantificação de cálcio foi realizada nas três bebidas de melhores resultados, por absorção atômica de chama. As mesmas amostras foram submetidas ao teste sensorial, a fim de verificar a aceitabilidade de 50 julgadores não treinados, os quais continham as seguintes características: 66% mulheres, apenas 4% do total não gostam de café e 13% não possuem o hábito de consumi-lo. Não houve diferença entre as formas de preparo com os coadores, segundo os especialistas. Entre os julgadores não treinados, não houve diferença significativa entre as amostras (p=0,13), mostrando que a aceitação entre as amostras foram muito similares (em torno de 6 correspondente a gostei ligeiramente). No entanto, as opiniões destes julgadores foram divergentes (p<0,001). Na quantificação, o sal citrato malato de cálcio obteve uma maior concentração na bebida, o qual apresentou maior solubilidade em água se comparado aos demais sais de cálcio. Em comparação com a bebida de café tradicional preparadas com coador de papel, o café preparado com o citrato malato de cálcio apresentou 77,5%, o café com sal fosfato de cálcio apresentou 61,8% e o café com o sal carbonato de cálcio obteve 62,0%, a mais de cálcio na bebida. / Since coffee is one of the most consumed beverages in Brazil and calcium is a fundamentally important micronutrient for humans, current research focused on the enrichment of coffee with calcium, and on its quantification and sensorial evaluation, and also choose the filter to prepare. Six water-soluble salts were used to select the best beverage with calcium. The opinion of two coffee experts, who defined three samples highly similar to traditional coffee featuring calcium citrate malate, calcium phosphate and calcium carbonate was taken into consideration. The amount of calcium was determined by atomic absorption spectrometry for three beverages with the best results. The samples also underwent a sensorial test to verify acceptability by 50 non-trained coffee tasters. The latter comprised 66% females 4% did not like coffee and 13% did not usually drink it. There was no difference between the preparations with the filters tested. Analysis of Variance showed no significant difference among the three samples (p=0.13) with approximately 6, which corresponded to I somewhat liked it. However, tasters´ opinions were divergent (p<0.001). Calcium citrate malate salt showed highest calcium amount in the beverage and therefore the highest solubility in water when compared to that of other calcium salts. Coffee types had calcium rates higher by 77.5%, 61.8% and 62.0% respectively for salts calcium citrate malate, calcium phosphate and calcium carbonate, when compared to traditional coffee beverage.

O café é a bebida mais consumida após a água no Brasil, já o cálcio é um micronutriente de fundamental importância ao corpo humano, sendo assim, o objetivo deste trabalho foi a escolha do café torrado e moído com sal de cálcio, sua quantificação e avaliação sensorial, além da escolha coador para preparo. Seis sais solúveis em água foram utilizados para selecionar a melhor bebida com cálcio, sendo que um deles foi testado em escala industrial. Para escolha da melhor bebida, foi considerada a opinião de dois especialistas de café, os quais definiram três amostras de maior similaridade ao café tradicional, contendo citrato malato de cálcio, carbonato de cálcio e fosfato de cálcio. Também foi verificado com os especialistas se o preparo com coador de tecido era diferente do preparo com coador de papel. A quantificação de cálcio foi realizada nas três bebidas de melhores resultados, por absorção atômica de chama. As mesmas amostras foram submetidas ao teste sensorial, a fim de verificar a aceitabilidade de 50 julgadores não treinados, os quais continham as seguintes características: 66% mulheres, apenas 4% do total não gostam de café e 13% não possuem o hábito de consumi-lo. Não houve diferença entre as formas de preparo com os coadores, segundo os especialistas. Entre os julgadores não treinados, não houve diferença significativa entre as amostras (p=0,13), mostrando que a aceitação entre as amostras foram muito similares (em torno de 6 correspondente a gostei ligeiramente). No entanto, as opiniões destes julgadores foram divergentes (p<0,001). Na quantificação, o sal citrato malato de cálcio obteve uma maior concentração na bebida, o qual apresentou maior solubilidade em água se comparado aos demais sais de cálcio. Em comparação com a bebida de café tradicional preparadas com coador de papel, o café preparado com o citrato malato de cálcio apresentou 77,5%, o café com sal fosfato de cálcio apresentou 61,8% e o café com o sal carbonato de cálcio obteve 62,0%, a mais de cálcio na bebida. / Since coffee is one of the most consumed beverages in Brazil and calcium is a fundamentally important micronutrient for humans, current research focused on the enrichment of coffee with calcium, and on its quantification and sensorial evaluation, and also choose the filter to prepare. Six water-soluble salts were used to select the best beverage with calcium. The opinion of two coffee experts, who defined three samples highly similar to traditional coffee featuring calcium citrate malate, calcium phosphate and calcium carbonate was taken into consideration. The amount of calcium was determined by atomic absorption spectrometry for three beverages with the best results. The samples also underwent a sensorial test to verify acceptability by 50 non-trained coffee tasters. The latter comprised 66% females 4% did not like coffee and 13% did not usually drink it. There was no difference between the preparations with the filters tested. Analysis of Variance showed no significant difference among the three samples (p=0.13) with approximately 6, which corresponded to I somewhat liked it. However, tasters´ opinions were divergent (p<0.001). Calcium citrate malate salt showed highest calcium amount in the beverage and therefore the highest solubility in water when compared to that of other calcium salts. Coffee types had calcium rates higher by 77.5%, 61.8% and 62.0% respectively for salts calcium citrate malate, calcium phosphate and calcium carbonate, when compared to traditional coffee beverage.

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.

Orientador: Roger William Fernandes Moreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-06T02:59:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira-Stabile_CeciliaLuiz_M.pdf: 1723401 bytes, checksum: f5a38550db5f74c4734dfea470e9ff46 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este estudo teve como objetivo avaliar histometricamente a influência do uso de um laser de baixa intensidade e de um cimento de fosfato de cálcio sobre o reparo ósseo ao redor de implantes de titânio instalados em tíbias de coelhos. Para tanto, foram utilizados 12 coelhos adultos nos quais foram preparados dois defeitos de diâmetro 3,7 mm em cada tíbia. Os defeitos distais foram preenchidos com o cimento de fosfato de cálcio BoneSource1 e os defeitos proximais não receberam tratamento. Todos os defeitos foram cobertos por membranas de colágeno absorvível ProTape2. Após 6 semanas, as áreas de todos os defeitos receberam implantes de titânio. Os implantes colocados nas tíbias direitas foram então submetidos a aplicações de laser de baixa intensidade, de meio ativo GaAlAs, a cada 48h do 1.º ao 13.º dia pós-operatórios, totalizando 7 sessões, enquanto que as tíbias esquerdas não receberam aplicações de laser. Após 3 e 6 semanas, foram feitos os sacrifícios (6 animais por período), e cortes não-descalcificados foram obtidos e analisados com relação ao contato direto entre osso e implante (CO) e à área de osso no interior das roscas (AO). Os resultados obtidos foram tabulados e analisados estatisticamente usando ANOVA e teste de Tukey. Para o CO apresentou um aumento significante nos grupos laser, comparado com os grupos sem laser, nos tempos de 3 e 6 semanas (p<0,003). As médias de CO foram estatisticamente semelhantes entre os grupos com e sem material, nos tempos de 3 e 6 semanas. O CO não apresentou aumento estatisticamente significante com o tempo, comparando-se os grupos de 3 e 6 semanas. Considerando-se AO, as médias foram estatisticamente semelhantes entre os grupos com e sem material e com e sem laser, nos tempos de 3 e 6 semanas. A AO apresentou aumento estatisticamente significante com o tempo, comparando-se os grupos de 3 e 6 semanas, independentemente do uso de laser e material (p<0,0001). Não houve interação significativa entre os fatores material e laser para ambos CO e AO. Baseado nos resultados obtidos, e dentro das limitações deste estudo, conclui-se que: (1) o laser de baixa intensidade melhorou o contato osso-implante em tíbias de coelho; (2) o material aloplástico testado proporcionou reparo ósseo ao redor dos implantes semelhante ao obtido com o coágulo / Abstract: This study aimed to evaluate histometrically the influence of a calcium phosphate cement and a low intensity laser on bone repair around titanium implants placed in rabbit tibiae. Twelve adult rabbits were used, and two bone defects of 3.7 mm diameter were prepared in each tibia. The two distal defects were filled with BoneSource1 calcium phosphate cement and the proximal defects did not receive any material. All defects were covered with ProTape2 collagen membranes. After six weeks, the areas of all defects received titanium implants. The implants placed in the right tibiae were subjected to low intensity laser therapy (LILT) with a GaAlAs diode laser every 48h from the 1st to the 13th day postoperatively. After 3 or 6 weeks, the animals were sacrificed (6 animals per period), non-decalcified sections were obtained and analyzed for bone-to-implant contact (CO) and bone area within the implant threads (AO). The results were tabulated and analyzed statistically using ANOVA and Tukey¿s test. For CO, the means were statistically similar between groups with and without the material, in the periods of 3 and 6 weeks. CO presented significant increase in the laser irradiated groups, when compared with non-treated groups, in both 3 and 6 weeks periods (p<0.003). CO did not increase significantly with time, when 3 and 6 weeks periods were compared. Considering AO, the means were statistically similar among groups with and without material and with and without laser, in both 3 and 6 weeks periods. The AO presented significant increase with time, when comparing 3 and 6 weeks groups, regardless the use of laser or material (p<0.0001). There was no significant interaction between material and laser for both CO and AO. Based on the results, and considering the limitations of the study, it can be concluded that: (1) low intensity laser improved bone-to-implant contact in rabbit tibiae; (2) the alloplastic material promoted similar peri-implant bone repair when compared to blood cloth / Mestrado / Cirurgia e Traumatologia Buco-Maxilo-Faciais / Mestre em Clínica Odontológica

Orientador: José Angelo Camilli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T17:14:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_AnaClaudia_M.pdf: 9721509 bytes, checksum: 9b9dc58e5f77704091ed8b7c4b95dfc4 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os biomateriais podem ser utilizados em diversas áreas da bioengenharia regenerativa, sendo uma opção viável no reparo de lesões ósseas. Atualmente diferentes tipos de biomateriais têm sido estudados, dentre eles as cerâmicas que podem ser classificadas em três tipos: vidros bioativos, vitrocerâmicas e cerâmicas de fosfato de cálcio. As Cerâmicas de Fosfato de Cálcio podem ser subdivididas em Hidroxiapatita e em Cimentos Fosfatos de Cálcio (CFC). Os CFC tem se destacado pela sua fácil manipulação, capacidade de reabsorção e estimulação da osteogênese. No entanto, o CFC tem seu uso restrito como implante, pois possui baixa tenacidade a fratura comparada ao osso natural. Para reforçar o CFC algumas fibras como as de carbono, aramida e carbeto têm sido utilizadas. Outro tipo de reforço são os "whiskers" que compreendem fibras muito curtas. Neste estudo foi utilizado um CFC a base de ?-TCP reforçado com "whiskers" de Wollastonita, uma vitrocerâmica do complexo (CaSiO3), que assim como os vidros bioativos forma uma camada de hidroxiapatita se ligando firmemente aos ossos e tecidos adjacentes. O objetivo deste estudo foi avaliar a biocompatibilidade e o comportamento do CFC acrescido de "whiskers" de Wollastonita in vivo. Para obtenção dos cimentos os pós de ? -TCP com ou sem 10% de "whiskers" de Wollastonita foram adicionados a uma solução aquosa contendo 2,5% em massa de Na2HPO4 (fosfato de sódio bibásico anidro). O biomaterial então se transformou em uma pasta a qual foi moldada no defeito crítico de 5 mm realizado no osso parietal de ratos Wistar. Foram utilizados 30 ratos divididos em dois grupos. O primeiro grupo recebeu o implante de ?-TCP (grupo TCP) e o segundo recebeu implante de ?-TCP acrescido de 10 % de "whiskers" de Wollastonita (grupo TCPW). Cinco animais de cada grupo foram eutanasiados no prazo de 30, 90 e 120 dias. As calvárias foram retiradas e submetidas a processamento histológico com Eosina e Hematoxilina e Tricrômio de Masson. A análise morfométrica foi realizada com auxílio do software NIS-Elements: Advanced Research 3.0 no qual foi possível mensurar a área de osso neoformada nos diferentes períodos de tempo. Os resultados expressaram uma média de área de osso neoformado no grupo TCP de (2, 25%), (2,80%) e (2,93%) após 30, 90 e 120 dias após a implantação respectivamente. No grupo TCPW a área de osso neoformado foi de 4,53% aos 30 dias, 5, 08% aos 90 dias e 3,76% aos 120 dias. Para avaliação macroscópica da resposta do tecido á presença do biomaterial as calvárias de 120 dias foram submetidas ao processo de maceração com Peróxido de Hidrogênio. Concluí se que o ?-TCP acrescido de 10% de "whiskers" de Wollastonita é uma alternativa viável para engenharia tecidual óssea, pois se mostrou biocompatível e capaz de estimular a neoformação óssea / Abstract: Biomaterials can be used in various areas of regenerative bioengineering, being a viable option in the repair of bone lesions. Currently different kinds of biomaterials have been studied, including ceramics that can be classified into three types: bioactive glasses, glass ceramics and ceramics of calcium phosphate. The calcium phosphate ceramics can be subdivided into Hydroxyapatite and Calcium Phosphate Cement (CFC). The CFC has been highlighted for its easy handling capacity of resorption and stimulation of osteogenesis. However, CFCs have restricted its use as an implant because it has low fracture toughness compared to natural bone. To reinforce CFCs carbon fibers, aramid and carbide have been used. Another type of reinforcement are the "whiskers" that comprise very short fibers. In this study we used a CFC-based ?-TCP reinforced with "whiskers" of Wollastonite, a ceramic complex (CaSiO3), so as bioactive glasses form a layer of hydroxyapatite firmly linking the bones and surrounding tissues. The aim of this study was to evaluate the biocompatibility and the behavior of CFC doped "whiskers" of Wollastonite in vivo. To obtain the cement powder of ?-TCP with or without 10% "whiskers" of Wollastonite was added to an aqueous solution containing 2.5 wt% Na2HPO4 (bibasic sodium phosphate anhydrous). The biomaterial is then transformed into a paste which was shaped in the critical defect of 5 mm held in Wistar rat parietal bone. Were used 30 rats divided into two groups. The first group received implantation of ?-TCP (TCP group) and the second received implantation of ?-TCP doped 10% of "whiskers" of Wollastonite (TCPW group). Five animals from each group were euthanised within 30, 90 and 120 days. The calvaria were removed and sent for histological analysis with hematoxylin and eosin and Masson Trichrome. The morphometric analysis was performed using NIS-Elements software: Advanced Research 3.0 in which it was possible to measure the area of newly formed bone in the different periods of time. The results expressed an average area of newly formed bone in the TCP group (2.25%), (2.80%) and (2.93%) after 30, 90 and 120 days after implantation, respectively. TCPW group in the area of new bone formation was 4.53% at day 30, 5.08% at 90 days and 3.76% at 120 days. For macroscopic evaluation of the tissue response to the presence of the biomaterial calvarial 120 days were subjected to maceration process with Hydrogen Peroxide. Concluded that the ?TCP doped 10% of "whiskers" of Wollastonite is a viable alternative for bone tissue engineering because it showed biocompatible and capable of stimulating bone formation / Mestrado / Anatomia / Mestra em Biologia Celular e Estrutural