O titânio apesar de ser um material muito utilizado em implantes devido a suas excelentes propriedades físicas não apresenta características bioativas, dessa forma, faz-se necessário a utilização de métodos de modificação de superfície para melhorar sua resposta biológica favorecendo a formação óssea. A partir dos anos 90, foi desenvolvido um método químico, relativamente simples, para induzir a bioatividade desses materiais metálicos inertes, cujo princípio é imitar as condições biológicas para obtenção do material desejado, denominado de método biomimético. Ainda assim, existe a preocupação desse material não causar rejeição por parte do organismo, causando não só infecções, que leva o paciente ingerir grande quantidade de antibióticos, mas também aumentando o tempo de intemação e gasto de recursos em remédios. Uma maneira de prevenção e tratamento de infecções microbianas é mediante a utilização de sais de prata. Dessa maneira, o presente trabalho apresenta resultados de recobrimento bioativo (HA) sobre superfície de titânio comercialmente puro (Ticp) dopado com íons \'AG\' para efeito bactericida. O recobrimento consiste em 2 etapas, na etapa 1 - Com 3 condições superficiais distintas: 1 - superfície lixada com lixa de \'SI\'C\' #150; 2 - superfície lixada e posterior tratamento químico com \'NA\'OH\' 5M à 60°C/24h; 3 - idem a condição 2 com posterior tratamento térmico a 600°C/1h, os substratos foram imersos em uma solução de silicato de sódio (SS) para a fase de nucleação e a etapa 2 - reimersão desses substratos em solução sintética que simula o plasma sanguíneo (SBF) concentrado (1,5SBF) para a precipitação e crescimento da camada de apatita. Após a etapa de recobrimento os substratos foram imersos em soluções de \'AG\'N0 IND.3\' com concentrações de 20 ppm e 100 ppm à 37°C/48h. A caracterização antes e após o recobrimento foi feita mediante microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho (IV), difração de raios X (DRX) e o efeito bactericida foi avaliado utilizando ensaio de cultura de bactérias - Teste de halo de inibição. Com os resultados obtidos constatou-se formação de uma camada de apatita em todos os tratamentos superficiais adotados, sendo urna camada mais homogênea para o tratamento T3. As amostras recobertas após os tratamentos superficiais T2 e T3 apresentaram efeito bactericida contra os dois tipos de bactérias a partir de 20 ppm de \'AG\' enquanto que a amostra com tratamento TI só foi possível observar esse mesmo comportamento para concentração de 100 ppm de \'AG\'. / Titanium despite being a material widely used in implants due to its excellent physical properties does not have bioactive characteristics, thus it is necessary to use methods of surface modification to improve its biological response favoring bone formation. From the 90s, we developed a chemical method, relatively simple to induce bioactivity of these inert metallic, whose principie is to mimic the biological conditions for obtaining the desired material, called biomimetic method. Still, there is concem that material does not cause rejection by the body, causing not only infections, which leads the patient to ingest large amounts of antibiotics, but also increasing the length of stay and spending resources on medicine. One way to prevent and treat microbial infections is by using silver salts. Thus, this paper presents results of bioactive coating (HA) on the surface of commercially pure titanium (Ticp) doped with \'AG\' ions for bactericidal effect. The coating consists of two steps, in step 1 - With three different surface conditions: a - surface sanded with sandpaper # 150 \'SI\'C\' 2 - sanded surface and subsequent chemical treatment with 5M \'NA\'OH\' at 60ºC/24h 3 - the same condition 2 with subsequent thermal treatment at 600ºC/1h, the substrates were immersed in a solution of sodium silicate (SS) to the nucleation stage and stage 2 - immersion in solution of these synthetic substrates which simulates the blood plasma (SBF) concentrated (1.5 SBF) for the precipitation and growth of apatite layer. After the step of coating the substrates were immersed in solutions of \'AG\'N\'O IND.3\' at concentrations of 20 ppm and 100 ppm at 37ºC/48h. The characterization before and after the coating was done by scanning electron microscopy (SEM), infrared (IR), X-ray diffraction (XRD) and the bactericidal effect was assessed using bacterial culture test - Test of inhibition zone. With the results obtained it was found formation of an apatite layer on all surface treatments adopted, being a homogeneous layer to T3. The coated samples after surface treatments T2 and T3 showed bactericidal effect against both types of bacteria from 20 ppm \'AG\' while the sample T1 was only possible to observe this behavior same concentration of 100 ppm \'AG\'.

O termo estrutura cristalina entende-se como um conjunto de átomos periodicamente distribuídos no espaço, formando uma rede. O material composto, osso, contém uma parte orgânica formada por colágeno e uma parte inorgânica formada predominantemente por cristais de hidroxiapatita, que possui fórmula molecular Ca10(PO4)6(OH)2 em sua célula unitária. A estrutura cristalina da hidroxiapatita pode indicar a qualidade de ossos trabeculares, pela identificação do tamanho de cristalito, da microdeformação e da proporção de cálcio e fósforo nos três tipos de ossos: normal, osteopênico e osteoporótico. A osteoporose é definida pelo National Institutes of Health como uma desordem esquelética caracterizada pelo comprometimento da resistência óssea e aumento do risco de fratura. Objetiva-se avaliar e caracterizar a estrutura cristalina da matriz inorgânica de ossos secos trabeculares de vértebras de colunas de cadáveres humanos normais, osteopênicos e osteoporóticos por microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e espectometria de energia dispersiva e difratometria de raios-X, utilizando o método de refinamento de Rietveld, balizando os resultados com os valores de microdureza. Foram utilizados ossos secos trabeculares de vértebras L1 de colunas de nove cadáveres humanos provenientes do Serviço de Verificação de Óbito da capital. Antes da coleta do material, elas foram pré-divididas em três grupos: normal, osteopênico e osteoporótico, através de ultrassonometria de calcâneo. A caracterização dos três tipos de ossos foi feita pelas técnicas de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, microanálise por espectrometria de energia dispersiva, microdureza e difratometria de raios-X pelo método de pó com aplicação do método de Rietveld. Os resultados mostraram uma diminuição dos valores de tamanho do cristalito (de 670 para 213 nanômetros), microdureza (de 30,27 para 21,22 knoop), proporção de cálcio e fósforo (de 2,02 para 1,73), número de trabéculas e densidade óssea e um aumento nos valores de microdeformação (de 5,4 para 16,8), sugerindo uma maior desorganização e fragilidade na estrutura cristalina da hidroxiapatita em ossos osteopênicos e osteoporóticos em relação aos normais. A caracterização microestrutural dos cristais de hidroxiapatita em ossos secos trabeculares permitiu diferenciar os três tipos de ossos (normal, osteopênico e osteoporótico) e complementar a avaliação da osteoporose, com ênfase na qualidade óssea. / The term crystal structure is understood as a set of atoms periodically distributed in space, forming a lattice The composite material, bone, contains a organic part that consists of collagen and a inorganic part that consists predominantly of hydroxyapatite crystals, having molecular formula Ca10(PO4)6(OH)2 in its unit cell. The crystal structure of hydroxyapatite can indicate the trabecular bone quality, by the identification of crystallite size, microstrain and ratio of calcium and phosphorus in bones of three types: normal, osteopenic or osteoporotic. Osteoporosis is defined by the National Institutes of Health as a skeletal disorder characterized by compromised bone strength and increased risk of fracture. The objective is to evaluate and characterize the crystalline structure of the inorganic matrix of dry trabecular bones of vertebral column of normal, osteopenic and osteoporotic human cadavers by optical microscopy, scanning electron microscopy, energy dispersive spectrometry, X-ray diffraction, using the Rietveld refinement method and microhardness. Dried trabecular bone of vertebrae L1 columns of nine human cadavers from the Serviço de Verificação de Óbito of the capital were used. Before sample collection, they were pre-divided into three groups: normal, osteopenic or osteoporotic, through Quantitative ultrasound of the calcaneus. The characterization of the three types of bones were made by optical microscopy, scanning electron microscopy, microanalysis by energy dispersive spectrometry, microhardness and powder X-ray diffraction with application of the Rietveld method. The results showed a decrease of the crystallite size (from 670 to 213 nanometers), hardness (from 30,27 to 21,22 knoop), ratio of calcium and phosphorus (from 2,02 to 1,73), trabecular number and bone density and an increase in microstrain values (from 5,4 to 16,8) suggesting greater fragility and disruption in the crystalline structure of hydroxyapatite in osteopenic and osteoporotic bone compared to normal. Microstructural characterization of hydroxyapatite crystals in dry trabecular bone could differentiate the three types of bones (normal, osteopenic and osteoporotic) and supplement assessment of osteoporosis, with an emphasis on bone quality.

Na clínica ortopédica e traumatológica existem diversos desafios clínicos envolvendo as extensas perdas de tecido ósseo, relacionados primordialmente com causas traumáticas, tumorais, congênitas e infecciosas. No tratamento, podem ser utilizados os enxertos autólogos, homólogos, xenólogos e os enxertos periostais. Os substitutos sintéticos, conhecidos como biomateriais, também são uma boa alternativa. O objetivo deste trabalho foi avaliar o processo de neoformação óssea durante o reparo de defeitos ósseos, provocados experimentalmente no crânio de animais enxertados com blenda polimérica, constituída de colágeno de tendão bovino e quitosana associada à hidroxiapatita. Foram utilizados 30 ratos (Rattus norvegicus, Wistar), machos, com peso aproximado de 330 gramas e 4 meses de idade. Os animais foram submetidos ao procedimento cirúrgico para a criação de defeito ósseo no osso parietal esquerdo da calota craniana para o preenchimento com os biomateriais pesquisados. Foram divididos em 3 grupos com 10 animais cada, sendo um grupo controle sem a implantação de biomaterial, outro com implantação de blenda de colágeno e quitosana e o último com a utilização desta blenda em associação com hidroxiapatita. Cada grupo foi subdividido em dois subgrupos com 5 animais de acordo com o tempo do sacrifício pós-operatório, sendo com 3 semanas nos grupos de G1 a G3 e com 8 semanas de G4 a G6. Após o sacrifício, as calotas cranianas foram retiradas para foto documentação macroscópica e exames radiográficos. Em seguida, as amostras foram submetidas aos procedimentos histotécnicos de confecção das lâminas para avaliação histológica da neoformação óssea no local cirúrgico. A pesquisa foi aprovada pelo comitê de ética da Faculdade de Medicina de Jundiaí, protocolo nº 301/12. As análises macroscópicas e radiográficas demonstraram a biocompatibilidade das blendas utilizadas. Histologicamente, houve discreta neoformação óssea em continuidade com as margens da lesão óssea, porém predominou a presença de tecido conectivo na área cirúrgica. As blendas poliméricas apresentaram biocompatibilidade com o tecido receptor, porém com baixa capacidade osteogênica devido à permanência do defeito ósseo. Não houve a sua osteointegração em virtude da presença de tecido conectivo em grande quantidade e adjacente ao implante. / In orthopedics and traumatology there are several clinical challenges involving extensive bone loss, primarily related to trauma, tumors, congenital and infectious diseases. These conditions can be usually treated by autologous, periosteal, homologous and xenologous grafts. A good alternative is to use synthetic biomaterials as substitute. The aim of this study was to evaluate the process of bone formation during repair of bone defects experimentally induced in animals skull, grafted by a polymer blend consisting of bovine tendon collagen and chitosan associated with hydroxyapatite. A total of 30 rats (Rattus norvegicus, Wistar) male, weighing approximately 330 grams and 4 months old was used. The animals underwent the surgical procedure for the creation of defect in the left parietal bone of the skull. They were divided into 3 groups of 10 animals each: a control group without biomaterials implantation, another with a blend of collagen and chitosan and the latest with the use of this blend in association with hydroxyapatite. Each group was subdivided into two subgroups of 5 animals according to the sacrifice schedule after surgery. The groups were named G1, G2 and G3 when the sacrifice occurred after 3 weeks postoperative and G4, G5 and G6 after eight weeks. After sacrifice, the calvarias were removed for macroscopic photo documentation and radiographic examinations. Then the samples were subjected to histotechnical procedures for histological evaluation of new bone formation at the surgical site. The study was approved by the ethics committee of the Faculdade de Medicina de Jundiaí (protocol # 301/12). The macroscopic and radiographic analysis demonstrated the biocompatibility of the blends. Histologically, there was a slight bone formation in continuity with the edges of the bone lesion, but the predominant presence of connective tissue in the surgical area. The polymer blends showed biocompatibility with the host tissue but low osteogenic capacity due to the bone defect. There was no osseointegration due to the presence of connective tissue in large quantity adjacent to the implant.

Este trabalho está baseado no desenvolvimento do compósito poli(metacrilato de metila) (PMMA) microfibra de biovidro 45S5® (BV) com porosidade para aplicação direcionada a implantes ósseos. O PMMA é um material do tipo bioinerte amplamente utilizado na fabricação de implantes. O biovidro 45S5® é um biomaterial bioativo classe-A, que significa ser capaz de integração com tecidos moles e ósseos. O presente trabalho objetiva a conjugação das propriedades destes dois materiais em um conceito que introduz microfibra de biovidro 45S5® e porosidade em uma matriz de PMMA na busca de um material com elevada osteointegração e que permita a manufatura de implantes com adequada resistência a carregamentos mecânicos. Foram manufaturados e avaliados fisicamente e in vivo corpos de prova de PMMA com introdução de 20% de microfibra de biovidro (densos e porosos a 80%), corpos de PMMA com introdução de hidroxiapatita (densos e porosos a 80%) e de PMMA (densos e porosos a 80%) para controle. Foram realizados testes mecânicos de compressão e de flexão a três pontos para medidas de resistência e rigidez. Também foram realizadas medidas da microdureza Vickers e da densidade das amostras. Os resultados médios obtidos da tensão de escoamento e módulo elástico para os corpos de prova com introdução de 20% de microfibra de biovidro nos ensaios de compressão foram de 44 MPa e 1403 MPa respectivamente para as amostras densas e de 8 MPa e 13 MPa para as amostras porosas e nos ensaios de flexão foram de 48 MPa e 8129 MPa para os corpos densos e de 5 MPa e 97 MPa para os corpos porosos. A modelagem matemática a partir dos resultados permite a determinação antecipada da formulação para o atendimento específico de cada proposta de implante. Os implantes ensaiados in vivo com adição de microfibra de Biovidro 45S5® foram os que apresentaram os melhores resultados em integração óssea e controle da inflamação local. / This work is based on the development of poly(methyl methacrylate) (PMMA) - bioglass 45S5® microfibers composite with porosity for bone implants application. PMMA is a bioinert material widely used in the manufacture of biological implants. The 45S5® bioglass is a bioactive class-A biomaterial which indicates ability to integrate with bone and soft tissues. The present study aims to combine the properties of these two materials on a concept that introduces bioglass 45S5® microfibers and porosity in a matrix of PMMA in order to find a material with high bone integration and capable of manufacture implants with adequate resistance to mechanical loads. Samples of PMMA with the introduction of 20% of bioglass microfiber (dense and 80% of porous), PMMA with introduction of hydroxyapatite (dense and 80% of porous), and PMMA (dense and 80% of porous) for control were fabricated and evaluated both physically and in vivo. Mechanical tests such as compression and three points bending have been performed for measurements of strain and stiffness. Measurements of Vickers microhardness and density of the samples also were performed. The average results of yield stress and elastic modulus for the samples with the introduction of 20% microfiber bioglass in compression tests were 44 MPa and 1403 MPa respectively for dense samples and 8 MPa and 13 MPa for porous samples and in bending tests were 48 MPa and 8129 MPa for dense bodies and 5 MPa and 97 MPa for the porous bodies. The mathematical modeling based on the results allows the early determination of the formulation to meet the specific needs of each implant proposal. The implants tested in vivo with addition of 45S5® bioglass microfiber presented the best results in bone integration and control of local inflammation when compared with all the other groups with the scaffold presence.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Liliam Angelo.pdf: 3335280 bytes, checksum: e85b10f63e1152d525f35139d9abfc4a (MD5) Previous issue date: 2008-03-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nano-structured hydroxyapatite with crystallinity and composition similar to bone apatite has been widely investigated in last years.Because the bone is a tissue that requires some degree of mechanics tension to keep its vitality, has been used some biopolymers, as the composite HAP/gelatin, in order to minimize this problem. This biomolecule shows a singular characteristic, once that is the main mineral and organic phase bone constituent, respectively. The objective of this work was to consider a route of synthesis in which the hydroxylapatite was gotten by precipitation reaction directly on the collagen and to check out the effect of the gelatin addition in the hydroxylapatite crystal structure. The synthesis used was the wet precipitation through the dripping of a solution contends H3PO4 on the Ca(OH)2 together the addition of gelatin solutions with different concentrations (3 and 4 g/L, named GEL1 and GEL2 respectively). Temperature of the synthesis was controlled in approximately 42oC and pH after the ending of the dripping was kept in 12. After the periods of 1 and 21 days of aging the samples had been characterized. The DRX analyses had shown that the samples with gelatin addition shows bigger unit cell volumes in the two periods of aging studied, when related with the samples controll. Samples (GEL2) shows lesser volumes that samples GEL1, which had the biggest interactions occured between íons Ca2+ of the HAP and íons R___COO- of the gelatin. With the calcite, CaCO3, formation as second phase for these samples, íons Ca2+ are removed of the HAP structure, originating a calcium defficient HAP, and this, probably, makes with that the unit cell volumn diminishes. However, in the thermally treated samples, a unit cell volumn reduction more significant occurs to sample controll (AC) and GEL1, when the samples are aging for more time. For the samples did not treat thermally; it was observed in the same time of aging (21 days), the unit cell volume also is lesser must mainly by the decomposition. mainly the decomposition of carbonate apatites in CaO. On the microstrains of the crystal, were observed that when crystallite size increases there is a consequent microstrains reduction due to reduction of the internal tensions in the crystal while it grows. The FTIR analysis shows that type B carbonate apatite occurs, due the groups PO4 3- are substituted by groups CO3 2-. The substitution was more evident in the controll samples (AC) and GEL1 with lesser aging time, in samples GEL2, the phosphate bands are more evidentes. The SEM (scanning electro microscopy) micrographs show that there are formation of agglomerates and that the crystals are nano-structured. These results confirm that the gelatin presence affects directly the HAP structural properties. The method of synthesis presented in this study is a useful tool to production of nano crystals of the apatites structurally mimicking biological apatite. / Apatitas nanoestruturadas com cristalinidade e composição similar a apatita do osso têm sido amplamente investigadas nos últimos anos. Devido ao osso ser um tecido que requer algum grau de tensão mecânica para manter sua vitalidade, têm sido empregados vários biopolímeros, como o compósito HAP/Gelatina a fim de minimizar este problema. Este biomaterial de característica singular apresenta os principais constituintes da fase mineral e orgânica do osso, respectivamente. O objetivo deste trabalho foi propor uma rota de síntese na qual a HAP fosse obtida por reação de precipitação diretamente sobre o colágeno e verificar o efeito da adição de gelatina na estrutura cristalina da HAP. A sintese empregada foi por via úmida através do gotejamento de uma solução contendo H3PO4 sobre o Ca(OH)2 junto a adição de soluções de gelatina com diferentes concentrações (3 e 4 g/L, designadas, GEL1 e GEL2, respectivamente). Controlou-se a temperatura da síntese em aproximadamente 42oC e o pH após o término do gotejamento foi mantido em 12 Após os períodos de 1 e 21 dias de envelhecimento as amostras foram caracterizadas. As análises de DRX mostraram que as amostras com adição de gelatina apresentavam volumes de cela unitária maiores nos dois períodos de envelhecimento estudados, quando relacionados com as amostras controle. As amostras GEL2 apresentaram volumes menores que as amostras GEL1, devido as maiores interações ocorridas entre os íons Ca2+ da HAP e dos íons R OO- da gelatina. Com a formação da calcita, CaCO3, como segunda fase para estas amostras, íons Ca2+ foram retirados da estrutura da HAP, originando uma HAP deficiente em cálcio, e isso, provavelmente, faz com que o volume da cela unitária diminua. Nas amostras tratadas termicamente, observou-se uma redução do volume da cela unitária mais significativa nas amostras controle (AC) e GEL1, quando se envelheceu por mais tempo as amostras. Para as amostras não tratadas termicamente, observou-se que no mesmo período de envelhecimento (21 dias), o volume da cela unitária também é menor devido principalmente à decomposição das carbonato apatitas em CaO. Quanto às microdeformações da rede cristalina, observou-se que o tamanho de cristalito é diretamente proporcional à redução da microdeformação, devido à diminuição das tensões internas no cristal na medida em que ele cresce. As análises de IVTF mostraram a formação de carbonato apatita do tipo B, devido à substituição dos PO4 3- por CO3 2-. A substituição foi mais evidente nas amostras controle (AC) e GEL1 com menor tempo de envelhecimento; nas amostras GEL2, as bandas de fosfato foram mais evidentes. As micrografias obtidas por MEV revelaram a formação de aglomerados e que os cristais são nanoestruturados. Estes resultados confirmam que a presença da gelatina afeta diretamente as propriedades estruturais da HAP. O método de síntese empregado neste estudo se mostrou eficaz na produção de nanocristais de apatitas mimetizando estruturalmente uma apatita biológica.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Conclusao.pdf: 66751 bytes, checksum: b8fe8765ab091c9a13b09ee742e99a17 (MD5) Previous issue date: 2008-08-22 / Calcium phosphate ceramics have been intensely investigated as bone implant material, amongst them hydroxyapatite (HAP) outstands, which has been widely used in medicine and dentistry for presenting excellent biocompatibility. Due to its chemical similarity to the bone mineral phase, it establishes chemical liaisons with the host tissue, helps in the bone growth and allows cell proliferation. However, its use is limited for presenting poor mechanical resistance. Alternatives to overcome such limitations consist of changing the synthesis route or the composite material preparation. Recently, the hydroxyapatite synthesis in the presence of collagen has been explored, however due to problems related to cost, availability and commercial origin; the collagen was substituted by commercial gelatin in this experiment. Four processing routes, involving the precipitation method were evaluated: hydroxyapatite, with, and without gelatin, powder drying process in oven and through liofilization. X-ray fluorescence results indicate that the Ca/P molar ratio of obtained materials is lower than 1,67; IR analyses suggest the formation of calcium deficient carbonated apatite from the samples without thermal treatment and for the ones thermally treated up to 700ºC. DRX analysis confirms the biphasic ceramic formation, in the presence of β-TCP as a secondary phase, after sintering at 1200ºC. The ratio between TCP/HAP phases of samples thermally treated at 1200ºC increased with the decrease of precursor powder Ca/P molar ratio. Results of diffractograms refinement through the Rietveld Method indicated that samples synthesized in the presence of gelatin presented the lowest β-TCP percentage after sintering at 1200ºC. Particle size distribution analysis indicated that the gelatin presence led to formation of clusters of smaller average diameter. It is believed that its presence be related to changes in the nucleation process and grain growth. For mechanical evaluation, samples were prepared through uniaxial pressing followed by cold isostatic with 200MPa compaction pressure and sintered at 1200ºC for two hours in oxidant atmosphere. It was observed that the presence of gelatin enhanced densification and resulted in higher hardness for the compacts. The facture surface microstructure revealed lower porosity for samples synthesized in the presence of gelatin compared to conventional samples and for the liofilized samples compared to the ones dried in oven. Regarding resistance to bending, values obtained are comparable to the cortical bone, being the highest value obtained from the conventional liofilized hydroxyapatite sample. / Cerâmicas de fosfato de cálcio têm sido intensamente investigadas como material para implantes ósseos. Dentre elas destaca-se principalmente a hidroxiapatita (HAP), amplamente usada nas áreas médica e odontológica por apresentar excelente biocompatibilidade. Devido à similaridade química com a fase mineral do osso, estabelece ligações químicas com o tecido hospedeiro, favorece o crescimento ósseo e permite a proliferação de células. Entretanto, sua utilização é limitada, por apresentar baixa resistência mecânica. As alternativas para superar tal limitação consistem em modificar as rotas de síntese ou a preparação de materiais compósitos. Recentemente, a síntese de hidroxiapatita em presença de colágeno tem se destacado, porém, devido a problemas associados ao custo, disponibilidade e procedência comercial, substituiu-se neste trabalho o colágeno por gelatina comercial. Quatro rotas de processamento envolvendo o método de precipitação foram avaliadas: hidroxiapatita com, e sem gelatina, processo de secagem do pó em estufa e por liofilização. Os resultados de fluorescência de raios X indicam que a razão molar Ca/P dos materiais obtidos é menor que 1,67; as análises de IV sugerem a formação de uma apatita carbonatada deficiente em cálcio para as amostras sem tratamento térmico e para aquelas tratadas termicamente até 700ºC. A análise de DRX confirma a formação de cerâmica bifásica, com presença de β-TCP como fase secundária, após sinterização a 1200ºC. A razão entre as fases TCP/HAP das amostras após tratamento térmico a 1200ºC aumentou com a diminuição da razão molar Ca/P do pó precursor. Os resultados do refinamento dos difratogramas pelo método de Rietveld indicaram que as amostras sintetizadas em presença de gelatina apresentaram após sinterização a 1200ºC os menores percentuais de β-TCP. A análise de distribuição de tamanho de partícula indicou que a presença da gelatina induziu a formação de aglomerados de menor diâmetro médio. Acredita-se que sua presença esteja relacionada a mudanças nos processos de nucleação e crescimento dos grãos. Para avaliação mecânica, foram preparados corpos de prova por prensagem uniaxial seguida de isostática a frio com pressão de compactação de 200 MPa e sinterizados a 1200ºC por 2h em atmosfera oxidante. Verificou-se que a presença de gelatina auxiliou a densificação e resultou em maior dureza para os compactos. A microestrutura da superfície de fratura revelou menor porosidade para as amostras sintetizadas na presença de gelatina em comparação à amostra convencional e para as amostras liofilizadas comparadas àquelas com secagem em estufa. No que se refere aos valores de resistência à flexão, os valores obtidos são comparáveis aos do osso cortical, sendo o maior valor obtido para a amostra de hidroxiapatita convencional liofilizada.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elementos pre-textuais.pdf: 283140 bytes, checksum: 3b59ced863de33023026b439f3c52714 (MD5) Previous issue date: 2009-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of biomaterials comes from old times and recently bioceramics have been deeply investigated as a source of material for bone implant. Amongst the different biomaterials, hydroxyapatite (HA) has great importance for being one of the compounds which forms the bone mineral phase. Therefore, HA has been largely studied, mainly due to the fact that it is a bioactive compound. Calcium phosphate synthesis via precipitation presents great advantages such as low cost and simplicity, but most procedures described in literature regard the formation of non stoichiometric products and phase mixture. This work studied the HA synthesis by analyzing the influence of gelatin concentration in the precipitation means on the characteristics of the hydroxyapatite obtained. Gentamicin was also incorporated to the HA samples and antimicrobial activity was analyzed. The hydroxyapatite was obtained through precipitation in aqueous and gelatin means, being later on dried, sieved and calcined at 700ºC. Gelatin concentrations of 1, 6, 10 and 60 g.L-1 were used. Then, gentamicin sulfate was added, 1% in mass. Samples were characterized through Xray diffraction, specific superficial area through the BET method, thermal analysis, infrared spectroscopy and transmission and scanning electronic microscopy. The Xray diffraction revealed the presence of HA phase in all samples; and by refining through the Rietveld method, it could be seen, in the gelatin free sample, the presence of calcium carbonate and pure HA, for the sample prepared in gelatin, indicating that the presence of gelatin made the hydroxyapatite phase stable. XRF and EDS indicated that Ca/P ratio was slightly above what had been expected to obtain stoichiometric hydroxyapatite. The granulometric distribution analysis and superficial area through the BET method indicated differences in the average size of agglomerates and the superficial area of the material in relation to the synthesis and samples preparation process to receive the antibiotic, which was processed through milling in a ball mill. SEM and TEM revealed morphological and structural aspects characteristic of the hydroxyapatite with the formation of nanometric crystal agglomerates. Samples microbial activity evaluation with human saliva showed that pure HA has the effect of inhibiting microbial growth; CFU counting was observed to reduce. For the samples with antibiotic there was a CFU equal zero proving that the process used for gentamicin incorporation to the HA kept the antibiotic property of the material, and that the same was released during the tests. / A utilização de biomateriais remonta à antiguidade e recentemente as biocerâmicas têm sido fortemente investigadas como material para implantes ósseos. Dentre os diferentes biomateriais a hidroxiapatita (HA) possui grande importância por ser um dos compostos que forma a fase mineral óssea. Assim, a HA tem sido amplamente estudada, especialmente pelo fato de ser um composto bioativo. A síntese de fosfatos de cálcio via precipitação apresenta vantagens como baixo custo e simplicidade, mas a maioria dos procedimentos descritos na literatura apresenta formação de produtos não estequiométricos e mistura de fases. Neste trabalho foi estudada a síntese de HA analisando a influência da concentração de gelatina no meio de precipitação nas características da hidroxiapatita obtida. Também foi realizada a incorporação de gentamicina às amostras de HA obtidas e a análise do efeito antimicrobiano. A hidroxiapatita foi obtida através de precipitação em meio aquoso e gelatinoso, sendo posteriormente secada, peneirada e calcinada a 700ºC. Foram utilizadas as concentrações de gelatina de 1, 6, 10 e 60 g.L-1. Em seguida, foi efetuada a adição de sulfato de gentamicina na proporção de 1% em massa. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X, distribuição do tamanho de partícula, área superficial específica pelo método BET, análise térmica,espectroscopia no infravermelho e microscopia eletrônica de varredura e transmissão. A análise de DRX revelou a presença da fase de HA em todas as amostras e através do refinamento pelo método de Rietveld, verificou-se, para amostra obtida sem adição de gelatina, a presença de carbonato de cálcio, e HA pura para amostra preparada em meio gelatinoso, indicando que a presença de gelatina estabilizou da fase hidroxiapatita. As análises FRX e EDS indicaram que a razão Ca/P ficou ligeiramente acima da esperada para obtenção de hidroxiapatita estequiométrica. A análise de distribuição granulométrica e área superficial pelo método BET indicaram diferenças no tamanho médio de aglomerados e na área superficial do material relativas à síntese e ao processo de preparação das amostras para receber o antibiótico, o qual se processou com moagem em moinho de bolas. As análises de MEV e MET revelaram aspectos morfológicos e estruturais característicos da hidroxiapatita, observando-se formação de aglomerados de cristais nanométricos. A avaliação da atividade microbiológica das amostras frente à saliva humana mostrou que a HA possui efeito inibidor no crescimento microbiano, tem sido observada redução na contagem de UFC. Para as amostras com a adição do antibiótico obteve-se contagem UFC igual a zero comprovando que o processo utilizado para incorporação da gentamicina na HA manteve a propriedade antibiótica do material, e que o mesmo foi liberado durante os testes.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 segunda parte.pdf: 13120684 bytes, checksum: 7f5b58e082362277c3f35194b945dce3 (MD5) Previous issue date: 2009-03-02 / Apatites have been widely studied lately as bioceramics in the search for materials which are more and more biocompatible with biological tissues. Unavoidably, the implant of any kind of material in a human body originates a response from this body, characteristic which does not depend only on the nature and composition of the biomaterial, but also on factors as specific as form, size, geometry and properties and superficial characteristics, regarding these materials. This work studied the synthesis of bovine collagen-hydroxyapatite analyzing the influence of drying and ageing time on the morphologic and structural characteristics of hydroxyapatite. Drying was carried out through two methods: oven and freeze drying. Samples were characterized through spectroscopy in the infrared region, differential thermal and thermogravimetric analyses, X-ray diffractometry, particle average size distribution, specific superficial area through BET method and transmission and scanning electronic microscopy. The micrographs obtained through transmission electronic microscopy reveal the formation of crystal agglomerates of nanometric size with acicular form. However, the influence of collagen and drying methods on the results obtained from distribution of particles average size, specific superficial area and SEM was observed. By comparing drying methods, it can be said that freeze dried samples presented different characteristics among themselves, although they still present desired characteristics to obtain apatites for future applications. / As apatitas têm sido largamente estudadas nos últimos anos como biocerâmicas com o intuito de buscar materiais cada vez mais biocompativeis com os tecidos biológicos. Inevitavelmente, a implantação de qualquer tipo de material em um organismo humano origina uma resposta do organismo característica que não depende somente da natureza e composição do biomaterial, mas também de fatores tão específicos como à forma, o tamanho, a geometria e as propriedades e características superficiais, com respeito aos materiais. Neste trabalho estudou-se a síntese da hidroxiapatita-colágeno bovino analisando a influência da secagem e do tempo de envelhecimento nas características morfológicas e estruturais da hidroxiapatita A secagem foi realizada por dois métodos: estufa e liofilização. As amostras foram caracterizadas por espectroscopia na região do infravermelho, analise térmica diferencial e termogravimetrica, difratometria de raios X, distribuição do tamanho médio das partículas, área superficial especifica pelo método BET e microscopia eletrônica de varredura e transmissão. As micrografias obtidas por microscopia eletrônica de transmissão revelam a formação de aglomerados de cristais de tamanhos nanométricos, e com forma acicular. Pela análise de raios X verifica-se que a presença de colágeno durante a síntese não compromete a estabilidade da fase hidroxiapatita. Entretanto, observa-se a influência da presença de colágeno, da secagem e do tempo de envelhecimento nos resultados obtidos de distribuição do tamanho médio de partículas e área superficial específica. Os resultados mostram a importância do processamento nas características finais do material, sendo que no processo de liofilização e com tempo de envelhecimento de 30 dias ocorre um aumento da área superficial específica do pó, cujo o valor determinado é de 89,10 m2/g, sendo assim apresentam maior tendência em formar aglomerados do que as secas em estufa.

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2018-08-24T19:03:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) LIZIANE ANTUNES.pdf: 1757072 bytes, checksum: 51b97ee48bc22330e39a8fd39678799f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-24T19:03:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) LIZIANE ANTUNES.pdf: 1757072 bytes, checksum: 51b97ee48bc22330e39a8fd39678799f (MD5) Previous issue date: 2018-05-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A hidroxiapatita (HA), Ca10(PO4)6(OH)2, é um biomaterial amplamente usado nas áreas médica e odontológica. Vários métodos de síntese da HA têm sido relatados na literatura como: precipitação, sol-gel, hidrotermal e solvotérmico, entre outros. Uma maneira eficiente de acelerar o processo de obtenção da HA, reduzindo o tempo de síntese, é a utilização da síntese hidrotermal assistida por micro-ondas. Este método permite também o controle morfológico das partículas, uma vez que a morfologia das apatitas sintéticas são extremamente sensíveis às condições de síntese (temperatura, potência, tempo de reação). Neste contexto, este trabalho teve como objetivo realizar um estudo comparativo da estrutura cristalina e morfológica das amostras de HA obtidas pelos métodos hidrotermal e hidrotermal assistido por micro-ondas visando a sua utilização como enxerto ósseo. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), espectroscopia vibracional de absorção na região do Infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura por efeito de campo (MEV/FEG) com acoplamento de acessório de espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e refinamento da estrutura pelo Método de Rietveld. Pela análise do MEV/FEG verificou-se a formação de cristais de diferentes tamanhos para cada método de síntese. O método hidrotérmico assistido por micro-ondas, nas condições utilizadas neste estudo, possibilitou a obtenção de HA com aglomerados esféricos e partículas nanométricas. Todas as amostras apresentaram nos difratogramas picos característicos de HA. Os resultados obtidos com as análises FTIR e Rietveld-MEM sugerem que o mecanismo de reação ocorrido na síntese hidrotermal por micro-ondas favorece a formação de uma hidroxiapatita carbonatada tipo AB / The hydroxyapatite (HA), Ca10(PO4)6(OH)2. is one of the biomaterials used in the medicine and dentistry areas. Several methods to synthetize hydroxyapatite have been reported in the literature such as: precipitation, sol-gel, hydrothermal and solvothermal among others. An efficient way to accelerate the process, reducing the synthesis time is the use of microwave assisted hydrothermal synthesis. In addition, it enables the control of the morphology of the particles obtained, since the morphologies of synthetic apatites are extremely sensitive to the synthesis conditions (temperature, power, reaction time). This work had as objective to realize a comparative study of the crystalline structure and morphological of the HA samples, obtained by the methods hydrothermal and microwave assisted hydrothermal. The purpose is to obtain HA to be use as bone graft. These characterizations were: Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy by field effect (FE-SEM), X-ray diffraction (XRD) and refinement by Rietveld method. It was verified crystals of different sizes for each synthesis method. The microwave assisted hydrothermal method, in the conditions used in this study, made it possible to obtain HA with spherical shaped agglomerates and nanometric particles. All the samples presented characteristics peaks to the formation of HA in the diffractogram. The results obtained from the FTIR and the Rietveld-MEM analyses suggest that the reaction mechanism occurred in the microwave-hydrothermal synthesis favours the formation of a carbonated hydroxyapatite type AB.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:30:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 437942.pdf: 14499337 bytes, checksum: 95040a95e0a346b6d9760a8fda191ce6 (MD5) Previous issue date: 2012-03-12 / This study aimed to evaluate the cytotoxicity and bioactivity of the glass ionomer cement modified with calcium carbonate shells. For testing cell toxicity was using Saccharomyces cerevisiae as a model organism. The induction of cytotoxicity was evaluated by two different tests using wild-type strain FF18733 of S. cerevisiae: (1) yeast cell survival and (2) formation of petite colonies (respiratory mutants). For tests of bioactivity was evaluated weight change of samples and analysis of hydroxyapatite deposition by SEM and EDS after immersion in simulated blood plasma. The results of survival tests showed that different concentrations of calcium carbonate added to the GIC (1%, 5% and 10% by weight) induced a slight loss of cell viability in S. cerevisiae in relation to the negative control, but it was not enough to be considered as a significant induction of toxicity. In relation to the petite colonies, there was no induction of mutants respiratory formation in any of the concentrations tested, indicating that the GIC did not induce altered oxidative stress in cells of S. cerevisiae. In the evaluation of bioactivity, the results showed that after immersion all groups tested showed a decrease in weight of the samples, which can be attributed to the dissolution of glass ionomer cement. In the fourth week of immersion there was a significant variation in the average percentage of weight for all groups. The SEM analysis showed a slight deposition of hydroxyapatite on the surface of the groups with the addition of powdered shells compared to the control group. / Este estudo teve como objetivo avaliar a citotoxicidade e bioatividade do cimento de ion?mero de vidro modificado com carbonato de c?lcio de conchas. Para os testes de toxicidade celular foi utilizando a Saccharomyces cerevisiae como organismo modelo. A indu??o de citotoxicidade foi avaliada por dois testes diferentes usando a S. Cerevisiae cepa selvagem wild-type FF18733: (1) a sobreviv?ncia da c?lula de levedura e (2) forma??o de col?nias petite (mutantes respirat?rios). Para os testes de bioatividade foi avaliada a varia??o de peso das amostras e an?lise de deposi??o de hidroxiapatita pela MEV e EDS ap?s imers?o em solu??o simuladora de plasma sang??neo. Os resultados dos testes de sobreviv?ncia mostraram que as diferentes concentra??es de carbonato de c?lcio adicionado ao CIV (1%, 5% e 10% em peso) induziram uma ligeira perda de viabilidade celular em S. cerevisiae em rela??o ao controle negativo, por?m n?o foi o suficiente para ser considerado como uma indu??o de toxicidade significativa. Em rela??o ?s col?nias petite, n?o foi observada a indu??o de forma??o de mutantes respirat?rios em qualquer uma das concentra??es testadas, indicando que o CIV modificado n?o induziu estresse oxidativo em c?lulas de S. cerevisiae. Na avalia??o da bioatividade, os resultados mostraram que ap?s a imers?o todos os grupos testados apresentaram uma diminui??o no peso das amostras, que pode ser atribu?do ? dissolu??o do cimento de ion?mero de vidro. Na quarta semana de imers?o houve uma varia??o significativa na percentual m?dio de peso para todos os grupos. A an?lise de MEV mostrou uma ligeira deposi??o de hidroxiapatita sobre a superf?cie dos grupos com a adi??o de p? de conchas em compara??o ao grupo controle.