Orientadores: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia, Sidney Nicodemos da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T18:41:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Osthues_RachelMary_D.pdf: 11656102 bytes, checksum: c5134deb1de01700c21abffc9c8c165d (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A utilização de biocerâmicas a base de fosfato de cálcio encontra grande aceitação clínica na substituição de tecidos ósseos, e mesmo no preenchimento dérmico, devido à sua similaridade química com parte mineral de ossos e dentes. Em função desta similaridade, os fosfatos de cálcio apresentam, dentre outras propriedades importantes, elevada biocompatibilidade, e na maioria das vezes exibem bioatividade e/ou osteocondução. Estes materiais não induzem reações inflamatórias ou imunológicas, agudas ou crônicas, ou seja, causam mínima irritação, limitada ao local de contato, e mínimas reações alérgicas. Dentre os fosfatos de cálcio, as apatitas formam a maior parte das cerâmicas de interesse biológico e podem ser constituídas de hidroxiapatita e beta-fosfato tricálcico, mistura chamada de fosfato de cálcio bifásico. Classicamente, este material se encontra disponível em blocos cerâmicos, densos ou porosos, ou na forma de materiais particulados (grânulos, pós e colóides). Na forma de grânulos ou pós, o formato esférico é preferido por se conformar melhor em locais de implantação irregulares, além de apresentarem propriedades reológicas mais satisfatórias em produtos injetáveis. Vários métodos de produção de micropartículas têm sido relatados, alguns empregando equipamentos e matériasprimas de custos elevados, e outros apresentando o inconveniente de utilizar solventes orgânicos altamente tóxicos, em pelo menos uma etapa do processamento, que devem ser removidos. Neste estudo, foi desenvolvida uma rota de produção de biocerâmicas particuladas de fosfato de cálcio bifásico, com forma esférica, eliminando a utilização de equipamentos e matérias-primas de custos elevados, e de substâncias tóxicas, reduzindo, assim, o número de etapas e o custo do processo. O processamento foi baseado na imiscibilidade de líquidos, com formação de uma emulsão água/óleo, utilizando uma mistura de solução de gelatina e fosfato de cálcio bifásico (fase dispersa) e óleo de canola alimentício (fase contínua). As micropartículas obtidas foram caracterizadas física, química e biologicamente, e foram avaliadas quanto ao potencial de incorporação e de liberação de medicamentos. Os resultados mostraram que o método aprimorado produziu micropartículas polidispersas, sem resíduos das substâncias químicas utilizadas no processamento, com morfologia esférica e estrutura porosa. As microesferas produzidas não apresentaram efeitos citotóxicos para a linhagem celular estudada e apresentaram potencial para incorporação e liberação do antibiótico gentamicina / Abstract: The biphasic calcium phosphate is greatly applied in the replacement of osseous tissues and as dermal fillers due to its chemical similarity with the mineral part of bone and teeth. Due to this similarity, the calcium phosphates present, among other important properties, high biocompatibility, bioactivity and/or osteoconduction. They do not induce inflammatory or immune reaction, acute or chronic, causing minimal irritation that is limited to the local contact, and cause minimal allergies. Among the calcium phosphates, the apatites form the major part of the ceramics of biological interest, and can be composed of hydroxyapatite and beta-tricalcium phosphate, namely biphasic calcium phosphate. This material is classically available in ceramic blocks, dense or porous, or in particulate form (granules, powders and colloids). Granules and powders with spherical shape are preferred because they conform better in irregular implantation sites, and offer more satisfactory rheological properties when used in injectable products. Several methods for microparticles production have been reported, some employing expensive equipments and raw materials, and other presents the disadvantage of using highly toxic organic solvents, in at least one processing step, which need to be removed. In this study a production route of particulate biphasic calcium phosphate bioceramics with spherical shape was developed, eliminating the use of equipment and raw materials of high cost and toxic substances, thereby reducing the number of process steps and cost. The process was based on liquid immiscibility, generating a water/oil emulsion, using a mixture of gelatin solution and biphasic calcium phosphate (dispersed phase) and food grade canola oil (continuous phase). The microparticles obtained were physically, chemically and biologically characterized, and their incorporation and drugs release potential was also evaluated. The results showed that the improved method produced polydisperse microparticles without residues of chemicals used in processing, spherical shape and porous structure. The microspheres produced showed no cytotoxic effects for the cell line studied and showed potential for drugs incorporation and release of the antibiotic gentamicin / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutora em Engenharia Mecânica

Orientador: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T21:15:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leal_ClaudeneteVieira_M.pdf: 5685507 bytes, checksum: 57585e6d19469dc1898123b62c967679 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Os cimentos ósseos a base de fosfato de cálcio são materiais cerâmicos que apresentam biocompatibilidade devido a sua composição química semelhante à dos ossos, e bioatividade, promovendo a osteocondução. Com essas características, é possível a utilização desses materiais como implantes ósseos ou como preenchimento. Os cimentos de fosfato de cálcio são materiais constituídos por um pó e um líquido, que, ao serem misturados formam uma pasta que endurece espontaneamente à temperatura ambiente ou corpórea como resultado da precipitação de um ou vários fosfatos de cálcio. O pó pode ser composto por um ou vários fosfatos de cálcio, outros sais de cálcio e aditivos orgânicos. O líquido pode ser água ou soluções aquosas de compostos de cálcio ou fosfato. A proposta desse trabalho foi estudar a síntese de monólitos de fosfatos de cálcio baseado no sistema ß-Fosfato Tricálcio/Ácido Fosfórico (ß-TCP/H3PO4), que produz hidrogeno fosfato de cálcio dihidratado (DCPD), um cimento de fosfato de cálcio que possui como principal vantagem baixo custo e a desvantagem de possuir pH ácido, podendo causar necrose em tecidos. Para contornar esse problema, o DCPD foi convertido em apatita pela hidrólise em solução alcalina. O estudo envolveu a síntese do ß-TCP, a preparação do cimento, caracterizações físicas e químicas e o estudo do cimento em Fluido Corpóreo Simulado (FCS), solução que simula o plasma sanguíneo humano, para avaliar seu comportamento in vitro / Abstract: Calcium phosphate bone cements are ceramics materials that present biocompatibility because of their chemical composition similar to the human bone, and bioactivity, promoting osteocunduction. Due to these characteristics, it is possible the use of these materials as bone implants. Calcium phosphate cements are composed of a powder and liquid phases, which, when mixed form a paste that hardens spontaneously as result of the precipitation of one or more calcium phosphates. The powder may be composed of one or some calcium phosphates, others salts and organics additives. The liquid may be water or calcium phosphates aqueous solutions. The purpose of this work is the synthesis of calcium phosphate monoliths based on ß-tricalcium phosphate/ortho-phosphoric acid (ß-TCP, Ca3(PO4)2/H3PO4), that produce dicalcium phosphate dehydrate (DCPD, CaHPO4.2H2O) as phase precipitated as a result of the setting reaction. DCPD is inexpensive, but is quite soluble and has an acidic hydrolysis, which may cause necrosis in vivo. To resolve this problem, DCPD was converted in apatite phase by hydrolysis in NaOH aqueous solution. This study included ß-TCP synthesis, cement preparation, chemical and physical characterizations and the study of the cement in Simulated Body Fluid (SBF), with ion concentrations nearly equal to those of human blood plasma, to evaluate the in vitro behavior / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Mário Alexandre Coelho Sinhoreti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-22T06:42:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vitti_RafaelPino_D.pdf: 971338 bytes, checksum: 04747212bf9b8bde6e4a37081ac788e6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Os objetivos neste trabalho foram (1) avaliar e comparar propriedades físico-químicas de cimentos endodônticos, sendo um recentemente desenvolvido à base de mineral trióxido agregado (MTA Fillapex, Angelus, Londrina, Brasil) e outro à base de resina epóxica (AH Plus, Dentsply, Konstanz, Alemanha); e (2) desenvolver e avaliar propriedades físico-químicas de três cimentos endodônticos experimentais à base de MTA e uma resina de salicilato com diferentes fosfatos de cálcio (CaP). Os materiais foram manipulados de acordo com as instruções dos fabricantes. Os cimentos experimentais foram compostos de pastas bases e catalisadoras misturadas em 1:1. A pasta base foi composta de 60% de óxido de bismuto e 40% de butilenoglicol dissalicilato. Três diferentes pastas catalisadoras foram formuladas contendo: (1) 60% de MTA, 39% de Resimpol 8 e 1% de dióxido de titânio; (2) 40% de MTA, 39% de Resimpol 8, 20% de hidroxiapatita e 1% de dióxido de titânio e; (3) 40% de MTA, 39% de Resimpol 8, 20% de fosfato dibásico de cálcio diidratado e 1% de dióxido de titânio. MTA Fillapex foi usado como controle. O tempo de trabalho e escoamento foi testado de acordo com a ISO 6876:2001 e o tempo de presa de acordo com a ASTM C266 (n=3 para cada material e teste). Os materiais foram colocados em moldes de PVC (8 mm x 1,6 mm) e armazenados em recipientes contendo 20 ml (testes de solubilidade e absorção de água) ou 10 ml (ensaios de pH e liberação de cálcio) de água deionizada a 37ºC (n=10 para cada material e teste). Em 1, 7, 14 e 28 dias as amostras foram removidas dos recipientes e secas para aferiação da solubilidade e absorção de água. Após 3 e 24 horas e 4, 7, 14 e 28 dias, a água dos recipientes foi coletada para análises do pH e liberação de cálcio. Os dados foram analizados usando ANOVA um fator e teste de Tukey (5%). MTA Fillapex mostrou menores valores de escoamento e tempos de trabalho e presa em relação ao AH Plus (p<0,05). MTA Fillapex obteve os maiores valores de escoamento e tempos de trabalho e presa em comparação aos materiais experimentais (p<0,05). MTA Fillapex apresentou os menores valores de solubilidade e absorção de água (p<0,05). Todos os cimentos experimentais e o MTA Fillapex apresentaram pH básico e liberação de íons cálcio. MTA Fillapex e AH Plus mostraram valores de acordo com a ISO 6876:2001. Os materiais experimentais apresentaram propriedades físico-químicas satisfatórias / Abstract: The aims of this study were (1) to evaluate and to compare physicochemical properties of endodontic sealers, a recent calcium-silicate based sealer (MTA Fillapex, Angelus, Londrina, Brazil) and other an epoxy resin based sealer (AH Plus, Dentsply, Konstanz, Germany); and (2) to develop and to evaluate physicochemical properties of three experimental root canal sealers made by mineral trioxide aggregate (MTA) and a salicylate resin with different calcium phosphates (CaP). The materials were handled following the manufacturer's instructions. The experimental materials were composed of a base and a catalyst pastes mixed in a 1:1. The base paste was made by 60% bismuth oxide and 40% butyl ethylene glycol disalicylate. Three different catalyst pastes were formulated with: (1) 60% MTA, 39% Resimpol 8 and 1% titanium dioxide; (2) 40% MTA, 39% Resimpol 8, 20% hydroxyapatite and 1% titanium dioxide and; (3) 40% MTA, 39% Resimpol 8, 20% dibasic calcium phosphate dihydrate and 1% titanium dioxide. MTA Fillapex was used as control. The working time and flow were tested according to ISO 6876:2001 and the setting time according to ASTM C266 (n=3 for each material and test). The materials were placed into PVC molds (8 mm x 1.6 mm) and stored in containers with 20 mL (solubility and water absorption tests) or 10 mL (calcium release and hydroxyl ions tests) of deionized water at 37°C (n=10 for each material and test). At 1, 7, 14 and 28 days the samples were removed from the solutions and dry for solubility and water absorption tests. After 3 and 24 h and 4, 7, 14, 28 days the soaking water was collected for Ca and pH analysis. The data were analyzed using one-way ANOVA with Tukey's test (5%). MTA Fillapex showed lower values of flow and working and setting times when compared to AH Plus (p<.05). MTA Fillapex had the higher values of flow and working and setting times when compared to experimental materials (p<.05). MTA Fillapex presented the lowest values of solubility and water absorption (p<.05). All experimental cements and MTA Fillapex showed basifying activity and released calcium ions. MTA Fillapex and AH Plus showed values in according to the ISO 6876:2001. The experimental materials showed satisfactory physicochemical properties / Doutorado / Materiais Dentarios / Doutor em Materiais Dentários

Orientadores: Mario Alexandre Coelho Sinhoreti, Americo Bortolazzo Corrrer / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-26T12:38:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Felizardo_KlissiaRomero_D.pdf: 5538718 bytes, checksum: 380cb510516fc2b1b84875f344139970 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O objetivo do estudo foi gerar uma nova metodologia restauradora, através de um compósito fluído fotopolimerizável com fosfatos de cálcio e incorporação de tri-metafosfato de sódio em primer autocondicionante para auto-produção de fosfoproteína biomineralizadora da matriz de colágeno na interface de união. A hipótese desse trabalho foi de que a inovadora metodologia irá recuperar as propriedades mecânicas, remineralizará e aumentará a longevidade da interface de união. No Capítulo 1 foi realizado análise qualitativa em relação à presença de fosfato e apatita carbonata nas amostras de dentina desmineralizada e após contato com os compósitos experimentais (VSG1- 0% fosfato, VSG2- 10% fosfato, VSG3- 20% fosfato e VSG4- 30% fosfato) armazenados em água destilada e solução de PBS no período de 24h, 7 dias, 1 e 3 meses. As amostras foram analisadas por espectroscopia (ATR / FTIR) e análise microscópica (ESEM / EDX). Os dados foram submetidos à análise de variância de três fatores e teste de Tukey ('alfa'=0.05). Em 24h os maiores picos referentes às bandas de apatita carbonatada (CO32- - v2) fosfato (PO43- - v1,v3) e bruxita (DCPD- vO-H) foram para os grupos VSG2 (água destilada) e VSG3 (PBS). Em 7 dias esses picos diminuiram e ocorreu aumento dos picos para os grupos VSG1 (água destilada), VSG2 (PBS) e VSG4 (PBS). Após 1 mês, o material VSG2 (PBS) apresentou aumento do pico, por outro lado o grupo VSG4 (PBS) manteve-se similar ao do período de 7 dias. Aos 3 meses, nota-se aumento para o material VSG3 (água destilada) e grupo controle (VSG1) em PBS. A análise em EDX não mostrou diferença estatística entre os grupos no decorrer do tempo. No Capítulo 2, o objetivo foi avaliar a influência de fosfato de cálcio como partículas de carga em relação ao grau de conversão, dureza, resistência flexural e módulo elástico. O material experimental VSG4 mostrou maiores valores de dureza após 6 meses e maior grau de conversão nos períodos de 3 meses e 6 meses. Maiores valores de resistência à flexão foram encontrados para o material experimental VSG2 bem como para o material comercial Wave HV (SDI). Maior módulo de elasticidade foi obtido para o material VSG4, valores estes similares aos obtidos para o material comercial Filtek Z350XT (3M/ESPE). Assim, pode-se concluir que a utilização de fosfatos de cálcio não afetou as propriedades mecânicas após envelhecimento em solução de PBS. No Capítulo 3, o objetivo foi avaliar por microscopia de confocal e microscopia óptica a micropermeabilidade por penetração de corante fluoresceína e nanoinfiltração por nitrato de prata amoniacal na camada híbrida assim como a resistência adesiva nos períodos de 24 h e 6 meses em solução de PBS. Os dados referentes ao teste de união foram submetidos à análise de variância de dois fatores e teste de Tukey ('alfa'=0.05). Os resultados mostraram que em relação à resistência adesiva não houve diferença estatística entre os grupos e período de armazenamento. A inclusão de fosfato de cálcio e o uso de tri-metafosfato de sódio auxiliaram no processo de remineralização para o material experimental VSG3 e VSG4 os quais mostraram melhores resultados, reduzindo a permeabilidade dentinária após 6 meses / Abstract: The aim of this study was to generate a new therapeutic restorative methodology through a flowable composite with bioactive calcium phosphates and incorporation of sodium tri-metaphosphate in self-etching primer will serve as a biomimetic analogs to self-phosphoprotein biomineralization production of collagen within the matrix the bonded interface. The hypothesis is that the revolutionary biomineralisation will recover the biomechanical properties, remineralise and increase the longevity of the bonded interfaces. In the chapter 1 was designed to qualitatively compare the presence of phosphate and carbonated apatite between demineralized dentin samples and experimental composite (VSG1- 0% phosphate, VSG2- 10% phosphate, VSG3- 20% phosphate e VSG4- 30% phosphate) storage in distilled water and PBS solution in 24h, 7 days, 1 e 3 months. The samples were analyzed by (ATR/FTIR) and (ESEM/EDX). Data were subjected to variance analysis with three factors and Tukey ('alfa' = 0.05). The results showed that in 24 hours the higher peak related the bands of carbonated apatite (CO32- - v2), phosphate (PO43- - v1,v3) and brushite (DCPD- vO-H) was found to the experimental material VSG2 (distilled water) and VSG3 (PBS). After 7 days, these same peaks suffered a drop therefore having an increased peak to control group VSG1 (distilled water), VSG2 (PBS) and VSG4 (PBS) groups. At 1 month , the material VSG2 (PBS) showed an increase in their peak, on the other hand VSG4 group (PBS solution) was maintained as compared to results 7 days and after 3 months, was an increase in the peaks to VSG3 materials (distilled water) and control group (VSG1) in PBS solution. The EDX analysis showed no statistical difference between the groups over time. In the chapter 2, the objective was to evaluate the in?uence of calcium phosphate as a filler in experimental composite and their correlation with the degree of conversion, microhardness, flexural resistance and elastic modulus. The experimental material VSG4 showed higher hardness values after 6 months and higher degree of conversion at 3 months and 6 months. Further flexural strength values were found for the experimental material VSG2 well as the commercial material Wave HV (SDI). Higher elasticity modulus was obtained for the experimental material VSG4, similar values to the commercial Filtek Supreme (Z350XT- 3M/ESPE). Thus, it can be concluded that the use of calcium phosphate did not affect the mechanical properties after storage in PBS solution. In the chapter 3, the aim was evaluated by confocal microscopy and optcial microscopy the micropermeability by fluorescein dye penetration and the nanoleakage by ammoniacal silver nitrate as well as the adhesive strength over 24h and 6 months in buffer solution (PBS) by microtensile test. Data on microtensile test were subjected to variance analysis with two factors and Tukey ('alfa'= 0.05). The results showed that the bond strength was not statistically different between the experimental groups. The calcium phosphate inclusion as filler particles and the use of tri-sodium metaphosphate aided in the remineralization process mainly to the experimental material VSG3 and VSG4 which showed better micropermeability and nanoleakage reducing dentin permeability after 6 months. / Doutorado / Materiais Dentarios / Doutora em Materiais Dentários

As cerâmicas porosas empregadas na substituição óssea, são utilizadas por apresentarem características como biocompatibilidade, ter estrutura tridimensional e apresentar alta porosidade. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho foi obter e caracterizar cerâmicas porosas de Al2O3 e Al2O3 contendo 5% em volume de inclusões de ZrO2, produzidas pelo método da réplica. Essas cerâmicas porosas tiveram sua superfície tratada quimicamente com ácido fosfórico e foram recobertos, com fosfato de cálcio usando o método biomimético, em solução de SBF 5X (Simulated Body Fluid) por um período de incubação de 14 dias. Após o recobrimento, algumas cerâmicas porosas foram tratadas quimicamente para incorporação do Sr2+. Em seguida foram caracterizadas morfologicamente e estruturalmente usando ensaios de compressão axial, porosidade aparente, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microtomografia de Raio X (&micro;-CT), difratometria de Raio X (DRX), Espectroscopia de Infravermelho Próximo (NIR), emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES), Energia Dispersiva de Raio-X (EDS) e por Ensaios biológicos utilizando cultura de células para análise de viabilidade celular. As cerâmicas porosas de alumina e alumina-zircônia apresentaram, respectivamente, porosidade aparente de 80,93 % e 78,82 %, resistência à compressão axial, 2,93 MPa e 6,59 MPa, além de uma ampla faixa de tamanho de poros de, desejáveis para o favorecimento de interesses biológicos destinados à regeneração e formação de tecido ósseo. O recobrimento biomimético usando SBF 5X produziu a formação das fases &alpha;-TCP, &beta;-TCP, TTCP e Hidroxiapatita, usando período de incubação de 14 dias. A incorporação de Sr2+ na estrutura dos fosfatos mostrou-se mais eficientes nos corpos porosos de alumina-zircônia. Os ensaios in vitro mostraram a biocompatibilidade das cerâmicas porosas estudadas, demonstrando a possibilidade de sua utilização como material para substituição ou preenchimento ósseo. / The porous ceramics used in bone substitution are used because they present characteristics as biocompatibility, have a three - dimensional structure and have high porosity. In this sense, the objective of this work was to obtain and characterize porous ceramics of Al2O3 and Al2O3 containing 5% by volume of ZrO2 inclusions, produced by the replica method. These porous ceramics were chemically treated with phosphoric acid and were coated with calcium phosphate using the biomimetic method in 5X SBF solution (Simulated Body Fluid) for a 14 day incubation period. After coating, some porous ceramics were chemically treated for Sr2+ incorporation. They were then characterized morphologically and structurally using axial compression, apparent porosity, scanning electron microscopy (SEM), microtomography (&micro;-CT), X-ray diffractometry (XRD), Near Infrared (NIR) Coupled (ICP-OES), X-ray Dispersive Energy (EDS) and Biological Assays using cell culture for cell viability analysis. The porous ceramics of alumina and alumina-zirconia showed, respectively, 80.93% and 78.82% apparent porosity, axial compression strength, 2.93 MPa and 6.59 MPa, as well as a wide range of pore size, desirable for the promotion of biological interests destined to the regeneration and formation of bone tissue. Biomimetic coated using SBF 5X produced the formation of &alpha;-TCP, &beta;-TCP, TTCP and Hydroxyapatite phases using a 14-day incubation period. The incorporation of Sr2+ in the phosphate structure proved to be more efficient in porous alumina-zirconia bodies. The in vitro tests showed the biocompatibility of the porous ceramics studied, demonstrating the possibility of their use as material for bone replacement or filling.

Os objetivos deste trabalho foram : 1) sintetizar e caracterizar partículas de fosfato di-cálcico di-hidratado (DCPD) funcionalizadas com dimetacrilato de trietileno glicol (TEGDMA), com o propósito de reduzir a aglomeração e melhorar a interação entre as partículas e a matriz orgânica dos materiais resinosos e 2) avaliar o efeito da adição de partículas funcionalizadas em uma matriz resinosa em relação a liberação de íons, propriedades ópticas, grau de conversão, propriedades mecânicas e microestrutura do material. Na primeira etapa do trabalho foram sintetizadas pelo método sol-gel dois tipos partículas de DCPD: funcionalizadas e puras. Além dessas, caracterizou-se nesta etapa partículas comerciais do mesmo composto. As partículas foram caracterizadas por difração de raio X (DRX), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise elementar, análise termogravimétrica (TGA), isortermas de adsorção de nitrogênio e método BET, microscopia eletrônica de transmissão e espalhamento de luz dinâmico (DLS). Na segunda etapa do trabalho, um novo lote de partículas funcionalizadas foi sintetizado, e como controle, sintetizou-se partículas não funcionalizadas. Quatro materiais resinosos foram formulados, um deles contendo apenas BisGMA e TEGDMA (1:1 em mols) e os demais contendo, além da matriz resinosa, 20% (em volume) de partículas funcionalizadas, partículas não funcionalizadas ou sílica coloidal silanizada. Os materiais foram avaliados quanto à liberação de íons, propriedades ópticas (transmitância total e E em relação à resina sem carga), grau de conversão (GC), resistência à flexão biaxial (RFB), módulo de elasticidade e análise microestrutural. Os dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA), complementada pelo teste de Tukey, com nível de significância de 5 %. A composição das partículas foi confirmada por DRX e a funcionalização das mesmas foi confirmada pelas análises de FTIR, análise elementar e TGA. As partículas funcionalizadas apresentaram área superficial até 3 vezes maior quando comparadas às partículas puras e comerciais. Esses dados foram confirmados pela análise de DLS, que encontrou aglomerados maiores para as partículas dos compostos puro e comercial. Na segunda etapa do estudo, observou-se que a funcionalização das partículas não afetou a liberação de íons Ca2+ dos materiais bioativos; entretanto, a liberação de íons HPO42- foi 51% menor para o material contendo partículas funcionalizadas. Todos os materiais apresentaram GC semelhantes. O compósito com sílica apresentou valores de transmitância significantemente menores e E superior ao obtido para os demais materiais. A funcionalização das partículas aumentou a RFB em 32%, porém ainda inferior à do compósito com sílica. A funcionalização não afetou o módulo de elasticidade dos materiais. A síntese de partículas de DCPD funcionalizadas com TEGDMA foi realizada com êxito. O monômero funcionalizante contribuiu para a diminuição do tamanho dos aglomerados. Além disso, a funcionalização favoreceu a interação entre as partículas de DCPD e a matriz orgânica dos materiais, evidenciado pelo aumento no valor de resistência à flexão, sem redução substancial na liberação de íons cálcio do material. / The aims of this study were: 1) to synthesize and characterize dicalcium phosphate dihidrate (DCPD) particles functionalized with triethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA), with the purpose of reducing agglomeration and improve the interaction between the particles and the organic matrix of resin-based materials and 2) evaluate the effect of the addition of functionalized particles in a resin matrix regarding ion release, optical properties, degree of conversion, mechanical properties and microstructure. In the first part of the study, two types of DCPD particles were synthesized by a sol-gel method: functionalized and bare. Additionally, proprietary DCPD particles were also characterized. Particles were characterized by X-ray diffraction (DRX), Fourier-transformed infrared spectroscopy (FTIR), elemental analysis, thermogravimetric analysis (TGA), Nitrogen adsorption isotherms and BET method, transmission electron microscopy and dynamic light scattering (DLS). In the second part, a new batch was synthesized and, as a control, non-functionalized nanoparticles were synthesized. Four resin-based materials were prepared, one containing only BisGMA and TEGDMA (1:1 in mols) and the other containing besides the resin, 20 % (in volume) of functionalized, non-functionalized or silanized colloidal silica particles. Materials were evaluated for ion release, optical properties (total transmittance and E, in relation to the unfilled resin), degree of conversion (DC), biaxial flexural strength (BFS), elastic modulus and microstructural analysis. Data were subjected to analysis of variance (ANOVA), complemented by Tukey test, with a global significance level of 5%. Particles composition was confirmed by DRX, while functionalization was confirmed by FTIR , elemental analysis and TGA. Functionalized particles presented surface area up to three times higher compared to bare and proprietary particles. These findings were confirmed by DLS, which found larger agglomerates for the bare and proprietary particles. In the second part of the study, it was observed that particle functionalization did not affect Ca2+ release from the bioactive materials; however, HPO42- release was 51% lower from the material containing functionalized particles. All materials presented similar DC. The silica composite presented transmittance values significantly lower and higher E than the other materials. Functionalization increased BFS in 32%, however, it remained lower than the silica-containing composite. Functionalization did not affect elastic modulus. The synthesis of functionalized particles was accomplished with success. The functionalized monomer contributed for reducing agglomerate size. Also, functionalization favored the interaction between DCPD particles and the resin matrix of the materials, evidenced by the increase in flexural strength, without substantially reducing calcium release from the material.

O aumento da longevidade da população mundial e dos acidentes com consequências traumáticas nas últimas décadas provocaram um incremento na demanda de materiais e tecnologias destinados à substituição de alguma função ou porção do organismo humano para assegurar a qualidade de vida do ser humano. Neste contexto, o desenvolvimento de novos biomateriais para a ortopedia e odontologia baseados nos fosfatos de cálcio é relevante, uma vez que estes apresentam composição química semelhante à fase mineral de ossos e dentes. Os cimentos de fosfatos de cálcio (CPC) possuem composição de fases cristalinas e resposta biológica similares às biocerâmicas de fosfato de cálcio utilizadas como material de implante por excelência devido à sua alta biocompatibilidade e excelente bioatividade; mas com a diferença de que estes podem ser facilmente moldados e adaptados ao local de implantação, injetados através de vias minimamente invasivas, ou misturados com diversos fármacos para obter uma ação terapêutica determinada e localizada no local de implantação. Em geral, tanto as biocerâmicas como os CPC apresentam baixas resistências mecânicas, pelo qual o objetivo principal deste trabalho foi a obtenção de novas formulações de CPC com propriedades mecânicas melhoradas mediante a adição de componentes de cimento Portland tradicional ou de cimento de aluminato de cálcio. Outras propriedades que se pretende melhorar com a adição de compostos portadores de silício são a bioatividade e osteogenicidade dos materiais resultantes, uma vez que os cimentos baseados em silicato de cálcio são altamente osteogênicos. Para isto, foi escolhido o sistema baseado em a-Ca3(PO4)2 e foram desenhadas diferentes formulações através da introdução de Ca3SiO5 (C3S) ou CaAl2O4 (CA), fases majoritárias dos cimentos Portland e cimentos de aluminato de cálcio que apresentam uma excelente resistência mecânica, além de ser biocompatíveis e bioativas. Do estudo realizado verificou-se que a adição de um 5% de C3S ao cimento baseado em a- Ca3(PO4)2 produz um incremento das propriedades mecânicas em longo prazo (14d) e melhora a bioatividade e citotoxicidade dos CPC tradicionais; no entanto, retarda a pega do cimento e a hidrólise do a-Ca3(PO4)2 e aumenta a o grau de degradação dos materiais. A introdução de SiO2 como modificação de esta formulação, embora diminuiu o pH resultante, retardou a pega do cimento provocando uma perda notável da resistência mecânica durante os primeiros estágios da reação. Por outro lado, a introdução de CA provocou uma diminuição da resistência à compressão dos cimentos, independente do teor adicionado, e não se observou a melhoria desta propriedade com o aumento do tempo. Contudo, a presença de CA permitiu a obtenção de materiais menos citotóxicos, e por consiguiente mais biocompatíves, assim como o aumento da bioatividade em relação aos CPC tradicionais. / The increased longevity of the world population and the growth of traumatic accidents in last decades, led to an increase in demand of materials and technologies for replacement of any portion or function of the human body to ensure the quality of human life. In this context, the development of new biomaterials for orthopedics and dentistry based on calcium phosphates is relevant, since they have similar chemical composition to the mineral phase of bones and teeth. The calcium phosphate cements (CPC) have composition of crystalline phases and biological response similar to calcium phosphate bioceramics used as implant material par excellence due to its high biocompatibility and excellent bioactivity; but with the difference that these can be easily shaped and adapted to the site, injected through minimally invasive means, or mixed with various drugs for a specific therapeutic action at the site of implantation. In general, both bioceramics such as CPC have low mechanical strength; whereby, the main objective of this study was to obtain new formulations of CPC with improved mechanical properties by adding components of traditional Portland cement or calcium aluminate cement. Other properties that are intended to improve with the addition of silicon compounds, are the bioactivity and osteogenic potential of the resulting materials, as it cements based on calcium silicate are highly osteogenic. For this, we chose a system based a-Ca3(PO4)2 and different formulations were designed by introducing Ca3SiO5 (C3S) or CaAl2O4 (CA), majority phases of Portland cement and calcium aluminate cements that have an excellent mechanical strength, and are biocompatible and bioactive. From the study it was found that the adittion of a 5% C3S to the a-Ca3(PO4)2 based cement, produces an increase in the mechanical properties in the long term (14d) and enhances bioactivity and cytotoxicity; however, enlarge the setting times and the degree of degradation ofaand hydrolysis of materials. The introduction of SiO2 as a modification of this formulation, resulted in a pH decreased, but in the increased of the setting times causing a noticeable loss of strength during the early stages of the reaction. Moreover, the introduction of CA reduced the compressive strength of cements, regardless of content added, and there was no improvement of this property with increasing time. However, the presence of CA allowed the production of materials less cytotoxic, and thereby to more biocompatible, as well as the increase in bioactivity relative to traditional CPC.

O aumento da longevidade da população mundial e dos acidentes com consequências traumáticas nas últimas décadas provocaram um incremento na demanda de materiais e tecnologias destinados à substituição de alguma função ou porção do organismo humano para assegurar a qualidade de vida do ser humano. Neste contexto, o desenvolvimento de novos biomateriais para a ortopedia e odontologia baseados nos fosfatos de cálcio é relevante, uma vez que estes apresentam composição química semelhante à fase mineral de ossos e dentes. Os cimentos de fosfatos de cálcio (CPC) possuem composição de fases cristalinas e resposta biológica similares às biocerâmicas de fosfato de cálcio utilizadas como material de implante por excelência devido à sua alta biocompatibilidade e excelente bioatividade; mas com a diferença de que estes podem ser facilmente moldados e adaptados ao local de implantação, injetados através de vias minimamente invasivas, ou misturados com diversos fármacos para obter uma ação terapêutica determinada e localizada no local de implantação. Em geral, tanto as biocerâmicas como os CPC apresentam baixas resistências mecânicas, pelo qual o objetivo principal deste trabalho foi a obtenção de novas formulações de CPC com propriedades mecânicas melhoradas mediante a adição de componentes de cimento Portland tradicional ou de cimento de aluminato de cálcio. Outras propriedades que se pretende melhorar com a adição de compostos portadores de silício são a bioatividade e osteogenicidade dos materiais resultantes, uma vez que os cimentos baseados em silicato de cálcio são altamente osteogênicos. Para isto, foi escolhido o sistema baseado em a-Ca3(PO4)2 e foram desenhadas diferentes formulações através da introdução de Ca3SiO5 (C3S) ou CaAl2O4 (CA), fases majoritárias dos cimentos Portland e cimentos de aluminato de cálcio que apresentam uma excelente resistência mecânica, além de ser biocompatíveis e bioativas. Do estudo realizado verificou-se que a adição de um 5% de C3S ao cimento baseado em a- Ca3(PO4)2 produz um incremento das propriedades mecânicas em longo prazo (14d) e melhora a bioatividade e citotoxicidade dos CPC tradicionais; no entanto, retarda a pega do cimento e a hidrólise do a-Ca3(PO4)2 e aumenta a o grau de degradação dos materiais. A introdução de SiO2 como modificação de esta formulação, embora diminuiu o pH resultante, retardou a pega do cimento provocando uma perda notável da resistência mecânica durante os primeiros estágios da reação. Por outro lado, a introdução de CA provocou uma diminuição da resistência à compressão dos cimentos, independente do teor adicionado, e não se observou a melhoria desta propriedade com o aumento do tempo. Contudo, a presença de CA permitiu a obtenção de materiais menos citotóxicos, e por consiguiente mais biocompatíves, assim como o aumento da bioatividade em relação aos CPC tradicionais. / The increased longevity of the world population and the growth of traumatic accidents in last decades, led to an increase in demand of materials and technologies for replacement of any portion or function of the human body to ensure the quality of human life. In this context, the development of new biomaterials for orthopedics and dentistry based on calcium phosphates is relevant, since they have similar chemical composition to the mineral phase of bones and teeth. The calcium phosphate cements (CPC) have composition of crystalline phases and biological response similar to calcium phosphate bioceramics used as implant material par excellence due to its high biocompatibility and excellent bioactivity; but with the difference that these can be easily shaped and adapted to the site, injected through minimally invasive means, or mixed with various drugs for a specific therapeutic action at the site of implantation. In general, both bioceramics such as CPC have low mechanical strength; whereby, the main objective of this study was to obtain new formulations of CPC with improved mechanical properties by adding components of traditional Portland cement or calcium aluminate cement. Other properties that are intended to improve with the addition of silicon compounds, are the bioactivity and osteogenic potential of the resulting materials, as it cements based on calcium silicate are highly osteogenic. For this, we chose a system based a-Ca3(PO4)2 and different formulations were designed by introducing Ca3SiO5 (C3S) or CaAl2O4 (CA), majority phases of Portland cement and calcium aluminate cements that have an excellent mechanical strength, and are biocompatible and bioactive. From the study it was found that the adittion of a 5% C3S to the a-Ca3(PO4)2 based cement, produces an increase in the mechanical properties in the long term (14d) and enhances bioactivity and cytotoxicity; however, enlarge the setting times and the degree of degradation ofaand hydrolysis of materials. The introduction of SiO2 as a modification of this formulation, resulted in a pH decreased, but in the increased of the setting times causing a noticeable loss of strength during the early stages of the reaction. Moreover, the introduction of CA reduced the compressive strength of cements, regardless of content added, and there was no improvement of this property with increasing time. However, the presence of CA allowed the production of materials less cytotoxic, and thereby to more biocompatible, as well as the increase in bioactivity relative to traditional CPC.

Submitted by CLAUDIA VILALVA CASSARO null (claudia.v.cassaro@gmail.com) on 2018-03-21T13:51:17Z No. of bitstreams: 1 dissertacao claudia_cassaroFINAL.pdf: 3809022 bytes, checksum: a5c8891039ce6bc569b42ee66058c846 (MD5) / Rejected by Luciana Pizzani null (luciana@btu.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: Necessário fazer as seguintes correções no arquivo submetido: problema 1: Assinalar a agência de fomento (no seu caso CAPES). problema 2: No campo número do financiamento: colocar o número do processo. Assim que tiver efetuado as correções submeta o arquivo em PDF novamente. Agradecemos a compreensão. on 2018-03-22T12:35:28Z (GMT) / Submitted by CLAUDIA VILALVA CASSARO null (claudia.v.cassaro@gmail.com) on 2018-03-22T15:52:41Z No. of bitstreams: 1 dissertacao claudia_cassaroFINAL.pdf: 3809022 bytes, checksum: a5c8891039ce6bc569b42ee66058c846 (MD5) / Approved for entry into archive by ROSANGELA APARECIDA LOBO null (rosangelalobo@btu.unesp.br) on 2018-03-23T12:00:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cassaro_cv_me_bot.pdf: 3809022 bytes, checksum: a5c8891039ce6bc569b42ee66058c846 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-23T12:00:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cassaro_cv_me_bot.pdf: 3809022 bytes, checksum: a5c8891039ce6bc569b42ee66058c846 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O reparo do tecido ósseo é um desafio antigo da ciência mundial. A partir das décadas de 70-80, os biomateriais passaram a ser explorados e hoje desempenham importante papel na engenharia tecidual. Estes, quando aplicados na enxertia óssea, devem ser bioativos, biocompatíveis e reabsorvíveis. A integração entre os diversos materiais de origem sintética e os arcabouços biológicos possui amplo espectro de uso. Dentre os arcabouços destacam-se os compostos à base de fibrina por suas propriedades hemostáticas, estabilidade e morfologia favorável à proliferação celular. A presente revisão abordou a estrutura e constituição do tecido ósseo e suas limitações no processo de reparo, a relevância da engenharia tecidual aplicada à esta finalidade e os biomateriais utilizados para otimizar tal processo, com ênfase especial aos materiais compostos por fosfatos de cálcio, células tronco mesenquimais e sua aplicação junto ao arcabouço biológico selante de fibrina, com destaque para o selante heterólogo de fibrina, agora denominado biopolímero de fibrina, um produto único e em fase de testes em experimentação animal e estudos clínicos. Propõe-se, ao final desta, uma nova abordagem para a regeneração de defeitos ósseos de ratos baseada na associação entre o selante heterólogo de fibrina, o fosfato de cálcio bifásico e células tronco mesenquimais. / Bone tissue repair is an ancient challenge of world science. From the 70s and 80s, biomaterials began to be explored and nowadays play an important role in tissue engineering. These, when applied in bone grafting, have to be bioactive, biocompatible and resorbable. The integration between the various materials of synthetic origin and biological scaffolds has a wide spectrum of use. Among these scaffolds, fibrin-based compounds are distinguished by their hemostatic properties, stability and morphology favorable to cell proliferation. The present review addressed the structure and constitution of bone tissue and its limitations in the repair process, the relevance of tissue engineering approaches applied to this purpose and the biomaterials used to optimize this process, with special emphasis on materials composed of calcium phosphates, mesenchymal stem cells and its application with the biological sealant fibrin scaffold, highlighting the heterologous fibrin sealant, now named as fibrin biopolymer, a unique product testing in animal experimentation and clinical studies. At the end of this, a new approach is proposed for the regeneration of rat bone defects based on the association between heterologous fibrin sealant, biphasic calcium phosphate and mesenchymal stem cells.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elementos pre-textuais.pdf: 100348 bytes, checksum: eed0b75225a6274f20636cccbe0612e3 (MD5) Previous issue date: 2006-10-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In many laboratories worldwide the biocements are being studied in order to obtain new nanometric materials, with better characteristics of biocompatibility and functionality to be used in odonto-medical applications. It was observed that microporous ceramics have a better performance regarding substitution and regeneration of bone tissue, mainly the ceramics composed of calcium phosphates (Ca/P). These ceramics are being used more and more in biomedical applications because they have a mineralogical composition very similar to that of human bone apatites, and also because they have an excellent biocompatibility. The aim of this work was focused on the optimization of the powder synthesis method of bioceramics by dissolution/precipitation process and on the characterization of nanostructured calcium phosphate biocements with the molar composition of Ca/P = 1,4; 1,5; 1,6; 1,7 and 1,8. It was studied the morphology, the microstructure, physical, chemical, mechanical properties, thermal behavior and the hydration. The bioceramic powders obtained from the rotating evaporator were treated at 1300°C for 2 hours, providing the biocement. A preliminary study of hydration was performed between 5 and 25 minutes; after it was performed the hydration of cylindrical samples for a period of 1, 2, 3, 7 and 28 days. Also, it was carried out a parallel study, sintering samples with cylindrical and square shapes. Afterward, it was carried out the characterization studies. The results let certainly that the synthesis method permitted obtains of slim bioceramics powders of nostructured calcium phosphate. The thermal treatment at 1300°C/2 hours provided the biocements, compound by b-calcium phosphate and hydroxyapatite. The hydration study of 1 until 28 days , showed the modifications of phase and a microporous microstructure formed by crystalline fibers, it occurred by hydration process. It observed that the shape and size of crystalline fibers, influenced directly about the mechanical properties of the hydrated samples. And finally, it was presented a conclusion of this work and some considerations to be taken in account in the following works. / Os biocimentos vêm sendo estudados por vários centros de pesquisa com a finalidade de obter novos materiais nanométricos com características de biocompatibilidade, biofuncionalidade para serem utilizados em aplicações médicas e odontológicas. Constatou-se que as cerâmicas microporosas destacam-se em aplicações de substituição e regeneração de tecidos ósseos, principalmente as cerâmicas formadas pela composição Ca/P, os fosfatos de cálcio. Estas cerâmicas vêm tomando um espaço importante em aplicações biomédicas em razão de suas características mineralógicas semelhantes às apatitas da estrutura óssea do esqueleto humano e também por apresentarem boa biocompatibilidade. O objetivo deste trabalho concentrou-se na otimização do método de síntese dos pós biocerâmicos pelo processo via úmida e caracterização de biocimentos nanoestruturados de fosfato de cálcio nas composições Ca/P = 1,4; 1,5; 1,6; 1,7 e 1,8 molar. Os estudos de caracterização foram realizados em nível morfológico, microestrutural, físico, químico, das propriedades mecânicas, do comportamento térmico e de hidratação. O pó biocerâmico recuperado do evaporador foi tratado à temperatura de 1300°C/2h, fornecendo o biocimento. Um estudo preliminar de hidratação foi realizado em tempos de 5 a 25 minutos; posteriormente realizou-se a hidratação sob corpos de prova cilíndricos com tempos de 1, 2, 3, 7 e 28 dias. Realizou-se também um estudo paralelo, sintetizando corpos de prova na forma cilíndrica e barretes. Posteriormente, foram realizados os estudos de caracterização. Os resultados deixaram claro, que o método de síntese via úmida permitiu a obtenção de finos pós biocerâmicos de fosfato de cálcio nanoestruturados. O tratamento térmico a 1300ºC/2h forneceu os biocimentos, compostos por fosfato de cálcio-b e hidroxiapatita. O estudo de hidratação de 1 a 28 dias, colocou em evidência as modificações de fase e de uma microestrutura microporosa formada por fibras cristalinas, ocorridas pelo processo de hidratação. Observou-se que a forma e tamanho das fibras cristalinas, influenciaram diretamente sobre as propriedades mecânicas dos corpos de prova hidratados. Por fim serão apresentadas uma conclusão geral e algumas considerações a serem levadas em conta para trabalhos futuros.