Orientadores: Enilson Antônio Sallum, Karina Gonzales Silvério Ruiz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-16T00:46:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Suaid_FabriciaFerreira_D.pdf: 4378938 bytes, checksum: 06a24b032e38b3ae490047a4a2ba7544 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O objetivo do presente estudo foi avaliar histometricamente o efeito dotransplante autógeno de células do ligamento periodontal (PDLCs), associado à regeneração tecidual guiada (RTG), no tratamento de defeitos de furca grau III criados cirurgicamente em cães. Inicialmente, as PDLCs foram obtidas das raízes do 2º pré-molar e do 1º molar inferior extraídos, bilateralmente, de sete cães da raça beagle. Em seguida, as células foram cultivadas in vitro e caracterizadas fenotipicamente. Lesões de furca grau III foram criadas nos 3os e 4os pré-molares inferiores e os defeitos foram aleatoriamente escolhidos para receber os seguintes tratamentos: Grupo Controle - instrumentação da superfície radicular com auxílio de curetas e posicionamento coronário dos retalhos (7); Grupo RTG - regeneração tecidual guiada (7); Grupo Esponja - RTG + esponja de colágeno (7); Grupo Células - RTG + células do ligamento periodontal embebidas na esponja de colágeno, na ausência de soro fetal bovino (7). Após três meses, os animais foram sacrificados e os blocos contendo os espécimes foram processados para análise histológica. Os parâmetros histométricos avaliados foram: extensão total do defeito (ETD), extensão não preenchida do defeito (ENP), novo cemento (NC), regeneração periodontal (RP), extensão de epitélio/conjuntivo (EEC), anquilose (ANQ), área total do defeito (ATD), área não preenchida (ANP), área preenchida (AP), área de novo osso (NO), área de epitélio/tecido conjuntivo (AEC). Resultados: A caracterização fenotípica, in vitro, demonstrou que as PDLCs foram capazes de promover a formação de nódulos minerais, bem como de expressar sialoproteína óssea (BSP), colágeno do tipo I (COL I) e a fosfatase alcalina (ALP). Histometricamente, a análise de dados demonstrou que o grupo tratado com células apresentou uma maior extensão de novo cemento (1,70 ± 0,60 mm; 2,87 ± 0,74 mm; 3,66 ± 0,95 mm e 4,82 ± 0,61mm, para os grupos controle, RTG, esponja e células, respectivamente; p<0,001), uma maior extensão da regeneração periodontal (0,69 ± 0,59 mm; 1,52 ± 0,39 mm; 2,33 ± 0,95 mm e 3,43 ± 1,44 mm, para os grupos controle, RTG, esponja e células, respectivamente; p = 0,001) e uma maior área de novo osso (1,89 ± 0,95 mm2; 2,91 ± 0,56 mm2; 3,94 ± 1,52 mm2 e 5,45 ± 1,58 mm2, para os grupos controle, RTG, esponja e células, respectivamente; p = 0, 0012). Dentro dos limites deste estudo, concluiu-se que o transplante autógeno de PDLCs associadas à RTG favoreceu a regeneração periodontal em defeitos de furca grau III. / Abstract: The aim of this study was to histometrically investigate the potential use of autogenous periodontal ligament cells (PDLCs) associated with guided tissue regeneration (GTR) for tissue engineering in surgically created class III furcation defects in dogs. PDLCs were obtained from the tooth root of bilateral mandibular 2nd premolar (P2) and the 1st molar (M1) extracted from seven beagle dogs, cultured in vitro and phenotypically characterized with regard to their biological properties. Bilateral class III furcation lesions were surgically created at 3rd and 4th premolars (P3, P4) and the defects were randomly assigned to one of the following groups: Control Group: root surface was scaled and planned with curettes and the flap was coronally positioned (n=7), GTR Group: two bioabsorbable membranes were adapted to cover the buccal and lingual aspects of the defect (n=7), Sponge Group: the collagen sponge scaffold was placed in the furcation area associated with GTR (n=7), Cell Group: the collagen sponge scaffold, with the cell suspension without FBS was placed in the furcation area associated with GTR (n=7). After 3 months, the animals were sacrificed and the blocks containing the experimental specimens were processed for histological analysis. The histometric parameters evaluated were: total defect length (TDL), tissue-free defect length (TFL), new cementum (NC), periodontal regeneration (R), epithelium/connective tissue extension (ECT), Ankylosis (ANQ), total defect area (TDA), non-filled area (NFA), soft tissue area (STA) and new bone area (NBA). Results: In vitro, phenotypic characterization demonstrated that PDLCs were able to promote mineral nodule formation as well as to express bone sialoprotein (BSP), type I collagen (COL I) and alkaline phosphatase (ALP). Histometrically, data analysis demonstrated that the cell-treated group presented a superior length of new cementum (1.70 ± 0.60 mm; 2.87 ± 0.74 mm; 3.66 ± 0.95 mm and 4.82 ± 0.61 mm, for control, GTR, sponge and cell groups, respectively; p<0.001), a greater extension of periodontal regeneration (0.69 ± 0.59 mm; 1.52 ± 0.39 mm; 2.33 ± 0.95 mm and 3.43 ± 1.44 mm, for control, GTR, sponge and cell groups, respectively; p=0.001) and a larger area of new bone (1.89 ± 0,95 mm2; 2.91 ± 0,56 mm2; 3.94 ± 1,52 mm2 and 5.45 ± 1,58 mm2, for control, GTR, sponge and cell groups, respectively; p=0,0012). Within the limits of this animal study, it was concluded that PDLCs in association with GTR may be a useful option to promote periodontal tissue regeneration in class III furcation defects. / Doutorado / Periodontia / Doutor em Clínica Odontológica

A engenharia tecidual visa repor, reparar ou ajudar a regenerar tecidos e órgãos danificados por meio da combinação de biomateriais, biomoléculas e células. Scaffolds de nanofibras biodegradáveis mimetizam a matriz extracelular natural fornecendo uma estrutura ideal para o crescimento celular. Blendas de policaprolactona (PCL) e gelatina são biodegradáveis e proporcionam uma combinação de boas propriedades mecânicas, do PCL, com a hidrofilicidade e caráter que promove a adesão celular, da gelatina. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é avaliar a importância das diferentes espessuras de scaffolds eletrofiados em relação às suas propriedades principais. Quatro conjuntos de scaffolds de PCL/gelatina com diferentes espessuras foram produzidos sob as mesmas condições apenas aumentando o tempo de duração do processo de eletrofiação. Os resultados indicam que as espessuras aumentaram proporcionalmente ao tempo de eletrofiação, variando de 100 nm a 300 nm nos períodos de 1 a 3 horas, enquanto a densidade aparente e a porosidade mantiveram-se constantes. As micrografias das membranas revelaram fibras lisas com diâmetros maiores para os scaffolds de menor espessura, e fibras irregulares com diâmetros menores e regiões fundidas ou ligadas para os scaffolds de maior espessura. Além disso, o aumento da espessura melhorou a resistência mecânica e a molhabilidade dos scaffolds. A esterilização por peróxido de hidrogênio não modificou quimicamente a composição das membranas de PCL/gelatina, embora algumas amostras tenham se deformado. As membranas também apresentaram bons resultados de citotoxicidade, melhorando a viabilidade celular, apesar desses valores diminuírem minimamente para os scaffolds de maior espessura, provavelmente devido à maior quantidade de PCL. O teste de adesão não foi conclusivo e deverá ser repetido. / Tissue engineering aims to replace, repair, or helping regenerate damaged tissues and organs through the combination of biomaterials, biomolecules and cells. Biodegradable nanofibrous scaffolds mimic the natural extracellular matrix providing an ideal structure to cellular growth. Blends of polycaprolactone (PCL) and gelatin are biodegradable and provide a combination of good mechanical properties, from PCL, with the hydrophilicity and cell adhesion promoter character, from gelatin. The aim of this work was to evaluate the importance of the thickness of electrospun scaffolds on their key properties. Four sets of PCL/gelatin scaffolds with different thicknesses were produced under the same conditions by simply increasing the time length of electrospinning process. Results indicate that the thickness increases proportionally to the electrospinning time, varying from 100 nm to 300 nm in periods of 1 to 3 hours, while the apparent density and porosity remained constant. Micrographs from the nonwoven mats revealed smooth fibers with larger diameters in the thinner scaffold, and irregular fibers with smaller diameters and molten or bonded regions as the thickness increased. Furthermore, the increase of thickness improved mechanical resistance and wettability of the scaffolds. Plasma sterilization did not modify chemical composition of PCL/gelatin membranes, although some samples have been deformed. Membranes also presented good results for cytotoxicity, improving cell viability, despite these values decreased minimally to the thicker scaffolds, probably due to the higher amount of PCL. Adhesion test was not conclusive and might be repeat.

Estima-se, que, no Brasil, ocorram cerca de um milhão de vítimas de queimaduras por ano, e mesmo com a dinâmica de inovações na área da saúde, a reparação deste tipo de lesão tecidual, permanece um grande desafio. Os queimados tendem a contrair infecções sistêmicas, as quais poderão levar a óbito, se não houver o tratamento adequado ao paciente. Desta forma, são necessários cuidados extremos nas etapas que envolvem este complexo reparo tissular. Diante das dificuldades na substituição ou regeneração de órgãos ou tecidos lesionados, surgiu um campo interdisciplinar chamado de engenharia de tecidos, com foco no estudo para o desenvolvimento de suportes tridimensionais, constituídos de materiais sintéticos ou naturais, onde são cultivadas células do próprio paciente, para posteriormente serem reinseridas reparando tecidos ou substituindo órgãos por inteiro. A quitosana é um dos biopolímeros mais utilizados hoje na área de engenharia de tecidos, devido a sua capacidade de agir de forma significativa nas três fases que envolvem a cicatrização de queimaduras, sendo elas: a fase inflamatória, a fase proliferativa e a fase reparadora, e por sua alta ação bacteriostática e fungistática. Diante das propriedades já existentes da quitosana, o objetivo desta pesquisa foi o estudo para intensificá-las, através do aumento do seu grau de desacetilação e modificando-a para uma escala nanométrica aumentando assim sua área superficial. Para isso, a quitosana foi submetida a meio altamente alcalino com variação de temperatura e variação do tempo de reação, utilizando a ferramenta estatística fatorial completo 23. Após a obtenção das amostras desacetiladas, foi verificado, através dos espectros obtidos por espectroscopia na região do infravermelho, que os maiores valores de grau de desacetilação ocorreram utilizando os níveis máximos em todos os fatores envolvidos na reação. Para analisar a cinética da reação e confirmar as informações obtidas do fatorial 23, foi feito um novo planejamento fatorial 22, fixando o tempo de seis horas de reação, e no decorrer deste tempo foram retiradas onze alíquotas, para análise de seus graus de desacetilação (GD). O padrão de resultados dos experimentos permitiu a aplicação de um modelo matemático que representou a realidade do que ocorreu durante a reação, sendo este o modelo do núcleo não reagido. Posteriormente, a quitosana com alto grau de desacetilação foi submetida ao método de ultrassom e pelas análises do diâmetro das partículas, potencial zeta e índice de polidispersão, foi possível verificar que a quitosana após ser submetida ao ultrassom e no pH adequado, foi possível atingir partículas em escala nanométrica. / It is estimated that in Brazil about one million burn victims occur per year, and even with the dynamics of innovations in the health area, the repair of this type of tissue injury, remains a great challenge. Burns tend to contract systemic infections, which can lead to death if the patient is not adequately treated. In this way, extreme care is required in the steps involved in this complex tissue repair. Faced with difficulties in the replacement or regeneration of injured organs or tissues, an interdisciplinary field called tissue engineering has emerged, focusing on the study for the development of three-dimensional supports, consisting of synthetic or natural materials, where the patient\'s own cells are cultured, subsequently reinserted by repairing tissues or replacing whole organs. Chitosan is one of the most widely used biopolymers nowadays in the field of tissue engineering, due to its capacity to act in a significant way in the three phases that involve the healing of burns, namely: inflammatory phase, proliferative phase and repair phase, and for its high bacteriostatic and fungiostatic action. In view of the existing properties of chitosan, the objective of this research was to intensify them by increasing its degree of deacetylation and modifying it to a gauge scale, thus increasing its surface area. For this, chitosan was submitted to a highly alkaline medium with temperature variation and reaction time variation, using the complete factorial statistical tool 23. After obtaining the deacetylated samples, it was verified by spectroscopy in the infrared region, that the highest values of deacetylation degree occurred after using the maximum levels in all factors involved in the reaction. In order to analyze the kinetics of the reaction and to confirm the information obtained from factorial 23, a new 22 factorial design was made, fixing the time of six hours of reaction, during which eleven aliquots were taken for analysis of their degree of desacetylation (GD). The pattern of results of the experiments allowed the application of a mathematical model that represented the reality of what occurred during the reaction, being this the model of the shrinking core model. Subsequently, the chitosan with a high degree of deacetylation was subjected to the ultrasound method and the analysis of particle diameter, zeta potential and polydispersion index allowed to verify that chitosan after being submitted to ultrasound at the appropriate pH achieved particles in nanometer scale.

Orientador: Eliana Aparecida de Rezende Duek / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T20:14:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Messias_AndreDutra_M.pdf: 3979732 bytes, checksum: a037cfe8915578970a94fa33568fbd91 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Polímeros a base de ácido láctico são largamente investigados como materiais para a engenharia tecidual. A capacidade de sofrer degradação hidrolítica, de ser reabsorvido pelo organismo e sua biocompatibilidade inerente, tornam-nos uma excelente escolha para tal aplicação. Entretanto, características como baixa flexibilidade e pequena capacidade de alongamento antes da fratura, tendem a limitar esses dispositivos em determinadas aplicações, o que pode ser melhorado com a adição de compostos que agem como plastificantes, como é o caso do trimetileno carbonato (TMC), quando presente na cadeia polimérica do copolímero de ácido láctico (PLDLA). O objetivo deste trabalho foi sintetizar e caracterizar o terpolímero de L-ácido láctico, D,L-ácido láctico e TMC, e obtenção de arcabouços para avaliação da viabilidade celular e atividade de células osteoblásticas (SaOS-2), em 1, 3, 7, 14 e 21 dias de cultivo, visando aplicação na engenharia tecidual óssea. Dessa forma, sintetizou-se o terpolímero a partir de 20 e 30% de TMC, através da polimerização em massa dos monômeros, como confirmado por RMN de 1H e 13C, utilizando como catalisador o Sn(Oct)2. A análise de GPC mostrou que os terpolímeros sintetizados apresentaram massa molar média (Mw) na ordem de 105 g/mol, característica importante que permite a obtenção de propriedades mecânicas mínimas para uma aplicação estrutural. A investigação térmica do PLDLA-TMC demonstrou uma discreta diminuição da Tg em relação ao PLDLA. Além disso, a degradação do terpolímero em etapa única iniciou-se em torno dos 290 ºC, como visto pelo TGA. O ensaio de MTT mostrou que o arcabouço de PLDLA-TMC permitiu um aumento na viabilidade celular, atingindo valores máximos em 7 dias, e mantendo-se estável até 14 dias de cultivo. Similarmente, a atividade de fosfatase alcalina foi crescente até 7 dias de cultivo, importante indicador da atividade osteoblástica. Esses resultados mostram que é possível produzir com sucesso o terpolímero PLDLA-TMC. Além disso, os arcabouços produzidos apresentaram características importantes considerando a aplicação para engenharia tecidual óssea / Abstract: Lactic acid based polymers are widely investigated as materials for tissue engineering. The ability to allow hydrolytic degradation, to be reabsorbed by the body and its inherent biocompatibility, make them an excellent choice for this application. However, characteristics such as low flexibility and low elongation ability before the fracture tend to limit these devices in particular applications, which can be enhanced with the addition of compounds that act as plasticizers, as the trimethylene carbonate (TMC) when present in the polymer chain of the copolymer of lactic acid (PLDLA). The objective of this work was to synthesize and characterize the terpolymer of L-lactic acid, D,L-lactic acid and TMC, obtain evaluation of scaffolds for cell viability and alkaline phosphatase activity of osteoblastic cells (SaOS-2) in 1, 3, 7, 14 and 21 days of culture, aiming its application in bone tissue engineering. Thus, the terpolymer is synthesized from 20 and 30% of TMC, by bulk polymerization of monomers, confirmed by 1H and 13C RMN. The GPC analysis showed that the copolymers synthesized showed average molar mass (Mw) in the order of 105 g/mol, an important feature that allows the attainment of minimum mechanical properties necessary for structural applications. The thermal investigation of thermal PLDLA-TMC showed a slight decrease of Tg comparing to PLDLA. Furthermore, the one step terpolymer degradation was initiated around 290 ºC, as shown by TGA. The MTT assay showed that the PLDLA-TMC scaffolds enabled an increase in cell viability, reaching a peak in 7 days, and remained stable until 14 days of cultivation. Similarly, the alkaline phosphatase activity was increased up to 7 days of culture, an important indicator of osteoblastic activity. These results show that it was possible to successfully produce a terpolymer from L-lactic acid, D,L-lactic acid and trimethylene carbonate. In addition, the scaffolds exhibited important characteristics considering the application for bone tissue engineering / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Odontologia, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:15:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340518.pdf: 22676667 bytes, checksum: 2b7347137b3b7d4a46fe8010f688abc8 (MD5) Previous issue date: 2016 / Este estudo avaliou, in vitro, a liberação de sinvastatina em um arcabouço poroso inteligente , elaborado para engenharia de tecido ósseo, composto de PLGA e cerâmica bifásica, além das propriedades físico-químicas e mecânicas deste arcabouço. Foram obtidas amostras com 30 e 70% de porosidade sem sinvastatina e com 2, 5 e 8% de sinvastatina pela técnica de evaporação do solvente e lixiviação de partículas de sacarose. A degradação do arcabouço e a liberação de sinvastatina a partir destes arcabouços foi avaliada em meio contendo PBS e PBS com 30% de etanol. Os arcabouços foram analisados por microscopia eletrônica de varredura e microtomografia de Raios-X para caracterização morfológica 2D e 3D de sua porosidade, avaliação da interconectividade dos poros e permeabilidade de fluidos com auxílio dos softwares ImageJ, Imago e C3DE. O comportamento mecânico do arcabouço foi avaliado pelo teste de resistência à compressão e, sua caracterização química, foi determinada por meio de ensaio de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e por espectroscopia de Raios-X por dispersão em energia. Como resultado, observou-se uma liberação lenta e prolongada de sinvastatina a partir do arcabouço. Em PBS, a liberação seguiu o modelo de Korsmeyer de cinética por meio do qual se observou um predomínio de transporte Caso II para amostras com 30% de porosidade e um comportamento anômalo das amostras com 70% de porosidade. Em PBS com 30% de etanol, a liberação de sinvastatina seguiu o modelo de Peppas & Sahlin de cinética. Neste, pode-se observar que os processos difusionais prevaleceram sobre os processos de relaxação das cadeias poliméricas para a liberação de sinvastatina, ocorrendo de maneira mais intensa nas amostras com 70% de porosidade. Os arcabouços apresentaram tanto poros esféricos quanto em formato de cristais de sacarose que resultaram em uma porosidade heterogênea, com predomínio de poros abertos, permitindo sua interconectividade. A interconectividade dos poros e a permeabilidade do arcabouço foi maior nas amostras em que o arcabouço possuía 70% de porosidade. A incorporação de sinvastatina ao arcabouço e o aumento de sua porosidade não influenciaram significativamente as propriedades mecânicas estudadas. Pode-se concluir que o arcabouço estudado apresentou uma liberação lenta, gradual e prolongada de sinvastatina, com características físico-químicas e mecânicas satisfatórias, sendo promissor para a regeneração óssea.<br> / Abstract : The aim of this study was to evaluate, in vitro, the simvastatin release of a porous "smart" scaffold composed by PLGA and biphasic ceramics and developed for bone tissue engineering. The physicochemical and mechanical properties of this scaffold were also evaluated. Samples with 30 and 70% porosity were obtained without simvastatin and with 2, 5 and 8% of simvastatin through the solvent evaporation technique and leaching sucrose particles. Scaffold degradation and simvastatin release were evaluated in PBS and in PBS with 30% ethanol media. Scaffolds were analyzed by scanning electron microscopy and microtomography for 2D and 3D morphological characterization of the porosity, interconnectivity and permeability of the fluids with ImageJ, Imago and C3DE softwares. The characterization was evaluated for compressive strength and chemical characterization by differential scanning calorimetry (DSC) and X-Ray spectroscopy by energy dispersion. Slow and prolonged release of simvastatin was observed from the scaffold. In PBS medium, the release followed the Korsmeyer s model of kinetics where there was predominance of transport Case II for the 30% porosity group and anomalous behavior in the group with 70% porosity. In PBS with 30% ethanol medium, the release followed the Peppas & Sahlin kinetics model where the diffusional processes prevail on the relaxation processes of polymer chains for the release of simvastatin, and this process was more intense the group with 70% porosity. The release was also influenced by the slow degradation of the scaffolds due to strong chemical interaction between simvastatin and the polymer observed by DSC. The scaffolds presented spherical pores and sucrose-crystal format pores that resulted in a heterogeneous porosity, with a predominance of open pores, ensuring interconnectivity. The highest interconnectivity of the pores and permeability were observed in the scaffolds with 70% porosity. The addition of simvastatin to the scaffolds and the increase of the porosity did not influence the mechanical properties studied. The scaffolds presented a slow, gradual and prolonged release of simvastatin, with satisfactory physicochemical and mechanical properties and may be promising for bone regeneration.

Orientador: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T11:32:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rigon_GuaciradosReis_M.pdf: 2217729 bytes, checksum: 84fa9de78a4fef6ee35a155f229d49bf (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nos últimos anos, os polímeros biorreabsorvíveis ganharam importância na área médica e odontológica, sendo utilizados em um amplo número de aplicações no corpo humano, entre elas matrizes porosas tridimensionais como suporte no crescimento de células na área da engenharia tecidual. Com o objetivo de aperfeiçoar o processo de formação de matrizes como suporte na engenharia tecidual, estudou-se a utilização do compósito formado pelo copolímero PLDLA e um tipo de nanohidroxiapatita (HA) desenvolvida no laboratório de biomateriais da FEM/UNICAMP, na formação de matrizes através do processo de rotofiação. Os compósitos foram preparados utilizando-se 5% e 10% de HA em relação ao copolímero disperso em solvente clorofórmio na presença do surfactante ácido oléico. O processo de rotofiação é um processo simples, que forma uma matriz utilizando alta velocidade de rotação durante o jateamento da solução polimérica através de um orifício central sendo desnecessária, neste caso, a utilização de campo elétrico de alta voltagem, como ocorre para o processo de eletrofiação. As matrizes foram caracterizadas pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial de varredura (DSC), e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Os resultados obtidos pela microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostraram que houve formação de uma matriz porosa e, portanto, o compósito pode ter uma aplicação promissora como suporte para cultura de células / Abstract: In the last years, bioresorbable polymers have been receiving more importance in the medical and dentistry areas, and they have been used in a large number of applications on the human body, such as tissue engineering scaffolds. This work studies the use of a composite of poly (L-co-DL-lactic acid) (PLDLA) and nanoparticles of hydroxyapatite developed at FEM/ UNICAMP to produce membranes by Rotary Jet Spinning process. Composites were prepared with 5% and 10% of HA in a clorophormium polymer solution. Rotary Jet spinning is a simple process to produce 3D structures that does not require a high-voltage electric field, like electrospinning. The results were characterized by the following methods: scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetry analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The results from SEM showed that a porous membrane was obtained which could be used as scaffold in tissue engineering / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestra em Engenharia Mecânica

Orientador: Rondinelli Donizetti Herculano / Resumo: O látex de natural, extraído da seringueira Hevea brasiliensis, pode estimular a regeneração tecidual, isso ocorre pela formação de capilares sanguíneos que aumentam a vascularização no local de sua aplicação. No entanto, a aplicação do látex natural encontra desafios como o aumento do exsudato quando aplicado em feridas diabéticas, a necessidade de remoção cirúrgica quando utilizado como implante, entre outros. Portanto, é necessário o desenvolvimento de matrizes que apresentem a característica do látex natural de estímulo da regeneração tecidual, aliada à outras propriedades, tais como a absorção de fluídos em aplicações no tratamento de lesões exsudativas, aumento da degradabilidade do material em tratamentos onde o implante é necessário, e o fornecimento de nutrientes que auxiliem na regeneração dos tecidos. O presente trabalho apresenta os resultados do desenvolvimento e caracterização membranas composta por látex natural, alginato e colágeno. Por meio de técnicas padrões de caracterização de biomateriais, foi observado que, devido às suas propriedades mecânicas, químicas e biológicas, membrans híbridas compostos por bNRL, alginato e colágeno mostram uma grande promessa para o tratamento de feridas dérmicas como úlceras diabéticas. A biocompatibilidade das membrans e a capacidade de criar um ambiente favorável ao redor do leito da ferida são características-chave que contribuem para o seu valor em facilitar e acelerar a regeneração de tecidos. / Abstract: Natural latex from the rubber tree Hevea brasiliensis can stimulate tissue regeneration, this occurs by the formation of blood capillaries that increase vascularization at the site of its application. However, the application of natural latex faces challenges such as increased exudate when applied to diabetic wounds, the need for surgical removal when used as an implant, among others. Therefore, it is necessary to develop matrices that have the characteristic of natural latex to stimulate tissue regeneration, combined with other properties, such as fluid absorption in applications in the treatment of exudative lesions, increased material degradability in treatments where the implant it is necessary, and the supply of nutrients that assist in tissue regeneration. The present work presents the results of the development and characterization of membranes composed of natural latex, alginate, and collagen. Through standard techniques for characterizing biomaterials, it was observed that, due to their mechanical, chemical, and biological properties, membranes composed of bNRL, alginate, and collagen show great promise for the treatment of dermal wounds such as diabetic ulcers. The biocompatibility of the membranes and the ability to create a favorable environment around the wound bed are key characteristics that contribute to its value in facilitating and accelerating tissue regeneration. / Doutor

Lesões cartilagíneas apresentam grande dificuldade em cicatrizar e algumas técnicas cirúrgicas tem sido desenvolvidas, mas seus resultados são falhos ao longo do tempo. Desta forma, a aplicação da engenharia tecidual para a reconstrução de lesões de cartilagem tem despertado interesse crescente. A correta combinação entre as fontes celulares, matrizes de suporte e fatores de crescimento podem melhorar a qualidade do tecido reparado. Neste caso, as fontes celulares mais promissoras são as células-tronco, devido sua alta taxa de proliferação e capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares. As matrizes de suporte tem papel fundamental na adesão, proliferação e diferenciação celular, sendo que diversos tipos de biomateriais tem sido estudados. A quitosana é um polímero natural, biocompatível e biodegradável, que tem se mostrado interessante na utilização na engenharia tecidual. O presente estudo objetivou avaliar o hidrogel de Quitosana/Glicerol Fosfato como matriz de suporte para células-tronco de equinos. O hidrogel foi preparado adicionando-se 100 &micro;L &beta;-glicerol fosfato a 900 &micro;L de quitosana diluída em meio ácido. As células-tronco de gordura, saco vitelínico e polpa dentária foram cultivadas no hidrogel de Quitosana/Glicerol Fosfato, suspendendo-se 5x105 células em 350 &micro;L de hidrogel, ainda em estado líquido, e este material foi mantido por duas horas a 37°C, em atmosfera úmida com 5% CO2 e em seguida meio de cultivo celular foi adicionado. Foi realizada análise histológica deste material através das colorações de Hematoxilina/Eosina, Picrossírius e Tricromo de Masson. O hidrogel de Quitosana/Glicerol Fosfato apresentou comportamento bastante irregular e estrutura frágil. As células sedimentadas no hidrogel apresentaram morfologia arredondada e não houve deposição de colágeno. Observou-se redução na quantidade celular ao longo do tempo. As células cultivadas apresentaram morfologia fibroblastóide e aderência em placa de cultivo. Estas características, apesar de não exclusivas, são associadas às características de células-tronco mesenquimais. Quando cultivadas no hidrogel as células assumiram formato redondo, que alguns autores sugerem estar relacionado a uma diferenciação condrogênica. Porém, esta parece ser uma característica de células cultivadas em hidrogel, estando relacionadas à maciez e a falta adesão entre célula e matriz. Este fato pode explicar a diminuição da quantidade de células presentes no meio ao longo do experimento. Apesar de promissor o uso deste biomaterial em engenharia tecidual de cartilagem necessita de algumas melhorias, particularmente em relação à homogeneidade, força mecânica e aderência celular. Este parece ser o primeiro relato do cultivo de células-tronco mesenquimais originadas da polpa dentária na espécie equina. / Cartilage injuries have great difficulty healing and some surgical techniques have been developed, however, results fail over time. Thus, the application of tissue engineering in cartilage injuries repair has gained interest. The correct combination of cell source, scaffolds, and growth factors may improve the quality of the repaired tissue. In this case, the most promising cell sources are stem cells because of their high proliferation rate and ability to be transformed into several cell types. Scaffolds have a fundamental role in cell adhesion, proliferation, and differentiation, thus, several biomaterials have been studied. Chitosan is a natural polymer, biocompatible and biodegradable, suitable for use in tissue engineering. This study aimed at evaluating Chitosan/Glycerophosphate hydrogel as scaffold for equine stem cells. The hydrogel was prepared by adding 100 &micro;L &beta;-Glycerophosphate to 900 &micro;L of chitosan diluted in acid medium. Stem cells from fat, yolk sac, and dental pulp were cultivated in Chitosan/Glycerophosphate hydrogel, suspending 5x105 cells in 350 &micro;L of hydrogel, still in liquid form; this material was kept for two hours at 37°C in humid atmosphere with 5% CO2 and a cell cultivation medium was subsequently added. Histological analysis of this material was realized through Hematoxylin/Eosin, Picrosirius, and Masson\'s Trichrome stains. The Chitosan/Glycerophosphate hydrogel presented substantial irregular behavior and fragile structure. The cells sedimented in hydrogel presented rounded morphology and no collagen deposit. A reduction in cell quantity over time was observed. Cells cultivated in scaffold presented fibroblastoid morphology and adherance to scaffold. These characteristics, despite not being exclusive, are associated with characteristics of mesenchymal stem cells. When cultivated in hydrogel, cells assumed a round form, which some authors indicate to be related to chondrogenic differentiation. However, this seems to be a characteristic of cells cultivated in hydrogel, thus, being associated with softeness and lack of cell-matrix adhesion. This may explain the reduced quantity of cells in the medium throughout the experiment. Despite the promissing use of this biomaterial in cartilage tissue engineering, improvements related to homogeinity, mechanical strengh, and cell adhesion must be studied. This seems to be the first report on the cultivation of mesenchymal stem cells originating from equine dental pulp.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 443125.pdf: 1527521 bytes, checksum: 2c9a9ef7ac02480e7ed3b2734a8acc04 (MD5) Previous issue date: 2012-08-22 / Peripheral nerve injury accident is a common type of lesion that can cause loss of mobility and decrease the quality of life. Despite advances in the biomedical area, there are few cases where there is complete functional recovery of a damaged nerve. The application of biodegradable polymers such as poly(lactide-co-glycolide) (PLGA), shows a viable alternative of treatment in peripheral nerves injuries for presenting mechanical strength, biocompatibility and controlled degradation, being also an excellent material for drug delivery. A PLGA scaffold should be porous with pore sizes on the order of micro-and nanometer, which offers the possibility to insert growth factors, promoting a constant release of these biological structures. The aim of this research is to produce porous scaffolds of PLGA. This was achieved by dissolving the polymer in chloroform, adding a porogenic compound. A titanium rod with 2mm in diameter was deeped in the suspension obtained and dried in a hood, obtaining a layer of PLGA / porogen agent on the surface of the rod. In sequence, the rod was immersed in a solution of PLGA with chloroform. After dried for 2 hours in a hood, the titanium rods were submerged in deionized water for 48 hours, during which the water was changed every 8 hours in order to remove the porogenic agent. After this process, the tubular structures formed were easily removed from the rods. Finally, the prepared tubes were divided into groups and treated with different concentrations of sodium hydroxide, to create pores in the order of nanometers, and subsequently vacuum dried for 48 hours. The structures obtained were characterized by XRD, FTIR, SEM and the in vitro degradation was monitored by GPC. / Danos a nervos perif?ricos s?o formas comuns de les?es que podem causar perda de mobilidade e diminuir a qualidade de vida. Apesar dos avan?os no campo biom?dico, existem poucos casos em que h? recupera??o funcional completa de um nervo danificado. A aplica??o de pol?meros biodegrad?veis tais como PLGA, apresenta uma alternativa vi?vel no tratamento de les?es de nervos perif?ricos por possuir resist?ncia mec?nica, biocompatibilidade e degrada??o controlada. Uma matriz de PLGA deve apresentar poros na ordem de micr?metros e nan?metros, oferecendo a possibilidade de inclus?o de fatores de crescimento e possivelmente promovendo uma liberta??o constante destas estruturas biol?gicas. O objetivo desta pesquisa ? produzir matrizes porosas de PLGA. Isto foi realizado atrav?s da dissolu??o do pol?mero em clorof?rmio, seguida da adi??o de um composto porog?nico. Uma haste de tit?nio com 2mm de di?metro foi imersa na suspens?o obtida e quando retirada, foi seca em capela, obtendo uma camada de PLGA/agente porog?nico na superf?cie da haste. Na sequ?ncia, a haste foi imersa em uma solu??o de PLGA com clorof?rmio. Ap?s seca durante 2h em capela, as hastes de tit?nio foram submersas em ?gua deionizada durante 48h, durante as quais, a ?gua foi trocada a cada 8h, para remo??o do agente porog?nico. Ap?s este processo, as estruturas tubulares formadas s?o facilmente removidas das hastes. Finalmente, os tubos confeccionados foram divididos em grupos, e tratados com diferentes concentra??es de hidr?xido de s?dio, para cria??o de poros na ordem de nan?metros, sendo, subsequentemente, secos em forno a v?cuo durante 48h. As estruturas obtidas foram caracterizadas por XRD, FTIR, MEV e a degrada??o in vitro foi acompanhada por GPC.

Submitted by PPG Medicina e Ci?ncias da Sa?de (medicina-pg@pucrs.br) on 2018-01-26T17:43:24Z No. of bitstreams: 1 RAFAEL_DOS_SANTOS_MAZZUCA_DIS.pdf: 2501773 bytes, checksum: 8e77692cbd2f35eb9907d89c485c3237 (MD5) / Approved for entry into archive by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2018-02-05T11:21:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RAFAEL_DOS_SANTOS_MAZZUCA_DIS.pdf: 2501773 bytes, checksum: 8e77692cbd2f35eb9907d89c485c3237 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-05T11:44:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RAFAEL_DOS_SANTOS_MAZZUCA_DIS.pdf: 2501773 bytes, checksum: 8e77692cbd2f35eb9907d89c485c3237 (MD5) Previous issue date: 2017-03-10 / Everyyear the number of people with diabetes increases considerably. By the year 2014, more than 414 million cases of the disease have been registered worldwide. A major problem is the increasing number of diabetic patients who develop ulcers in the lower limbs, a complication mainly due to inadequate glycemic control, besides the imbalance in the inflammatory phase during the process of tissue regeneration, which often leads to amputation of the lower limbs.The increase number ofcases andcomplications derived from the diabetesrequire the development of new therapeutic strategies to minimize the development of these ulcers to more severe cases new therapeutic strategies are necessary, aiming to minimize the development of these ulcers thatleads to a poor quality of life due to ulcers, and ultimately, amputations. Cell therapy associated with the use of biomaterials, produced through tissue engineering processes, represents a new alternative for current treatments. The use of bone marrow mononuclear cells has shown to be an important ally for the healing process, since they are a good quality and abundant cells of easy access. The purpose of this study was to evaluate whether the use of a biomaterial as a biological dressing, associated or not with bone marrow mononuclear cells, would improve the regenerative response of ulcer lesions, reducing the time of healing.Streptozotocin was used to induce diabetes in Wistar rats. To simulate an ulcer wound, a punch was created on the animal's back.Themacroscopic analysishave shown that the animals treated with the biomaterial associated with the bone marrow mononuclear cells, had a significantly better regeneration rate in the first 2 days after the formation the wound formation, when compared with the other groupswhere only the biomaterial was applied or did not received any treatment.In addition, histological sections stained with hematoxylin and eosin, allowed to define the degree of regeneration that each animalhave undergone, taking into account the reepithelialization and abundance of inflammatory infiltrate.Our results indicate that the use of the bone marrow mononuclear cellsfraction associated with the biomaterial may be a therapeutic ally in the regeneration of diabetes ulcers. / A cada ano o n?mero de pessoas com diabetes aumenta consideravelmente. At? o ano de 2014, foram registradosmais de 414 milh?es de casos da doen?aem todo o mundo. Um grande problema ? o crescente aumento non?mero de casos de pacientes diab?ticos que desenvolvem ?lceras nos membros inferiores, complica??o decorrente principalmentedo controle glic?micoinadequado, al?m do desequil?briona fase inflamat?ria durante o processo de regenera??o tecidual, que muitas vezes,acabalevando ? amputa??o dos membros inferiores. A partir deste panorama, doaumento de casos da doen?a e tamb?mdoaumento no n?mero de complica??es derivadas da diabetes, s?o necess?rias novas estrat?gias terap?uticas, que visem minimizar o desenvolvimento destas ?lceras at? casos mais graves.A terapia celular associada ao uso de biomateriais, produzidos atrav?s de processos deengenharia tecidual, representam uma nova alternativa para tratamentos atuais. O uso da fra??ode c?lulasmononuclearesda medula ?ssea temse mostrado um importante aliado neste processo, por ser uma fonte de f?cil acesso e com a possibilidade de obten??o de grande quantidade de c?lulas. Este estudoteve como objetivo principal avaliar se o uso de um biomaterial como curativo biol?gico, associado ou n?o ?s c?lulas da fra??o mononuclear da medula ?ssea, seria capaz de melhorara resposta regenerativa de les?es ulcerosas,reduzindoo tempo de cicatriza??o.Por meio do uso da estreptozotocina,foi poss?vel criar um modelo animal de diabetesem ratos Wistar, seguido da realiza??o deuma les?o no dorso do animal para simular uma ferida ulcerosa, frequentemente presente em membros inferiores de diab?ticos.Por meio de an?lises macrosc?picas, com o uso de imagens, foi poss?vel observar que os animais tratados com o biomaterial associado?fra??o de c?lulas mononuclearesda medula ?ssea, tiveram uma taxa de regenera??osignificativamente melhor nos primeiros 2 dias ap?s a forma??o da les?o, quando comparado com os outros gruposaos quais foram aplicados somente o biomaterial ou sem tratamento.Al?m disso, an?lises dos cortes histol?gicos corados comhematoxilinaeeosina, possibilitaramdefiniro grau de regenera??o de cada animal, levando em considera??o a reepiteliza??o da les?o e a abund?ncia de infiltrado inflamat?rio.Os resultados obtidosindicam que o uso da fra??o de c?lulas mononucleares da medula ?ssea associado ao biomaterial pode ser um aliado terap?utico na regenera??o de ?lceras de diabetes.