Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Portland cement pastes are applied in the cementing of oil wells in sedimentary saliferous basins in regions called Pre-Salt. Usually, silica amounts are added to cement slurries to reduce portlandite formation, what increases the chemical reactivity of cemented regions before chemical attacks. However, little is known about the application of other types of materials, such as natural polymers, for example chitosan and sodium alginate, and hydroxyapatite, which can be extracted from fish scales. The influence of the addition of hydroxyapatite from fish scales, chitosan and sodium alginate in silica-containing cement pastes, which were prepared and hydrated with sea water, was evaluated in this study. After 28 days of hydration at room temperature, it was observed that the cement paste prepared only with silica exhibited a higher percentage of portlandite compared to that prepared with hydroxyapatite, chitosan and sodium alginate. These cement pastes were evaluated before solutions of sodium chloride (NaCl), sulfuric acid (H2SO4), as well as in production water under different experimental conditions. The results indicated that in cement pastes were still anhydrous compounds, which had not been hydrated. Thus, the cement pastes continued to be hydrated during the immersion tests. In the analysis, it was observed that the paste prepared with hydroxyapatite, chitosan and sodium alginate, showed to be more resistant in presence of the chemical attacks, due to having smaller amounts of portlandite. / Pastas de cimento Portland são aplicadas na cimentação de poços de petróleo em bacias sedimentares salíferas em regiões denominadas de Pré-Sal. Normalmente, quantidades de sílica são adicionadas as pastas de cimento, para diminuir a formação de portlandita, que aumenta a reatividade química das regiões cimentadas frente a ataques químicos. No entanto, sabe-se pouco sobre a aplicação de outros tipos de materiais, como polímeros naturais, a exemplo de quitosana e alginato de sódio, e hidroxiapatita, que pode ser extraída de escamas de peixes. No presente estudo, avaliou-se a influência da adição de hidroxiapatita proveniente de escamas de peixes, quitosana e alginato de sódio em pastas de cimento contendo sílica, que foram preparadas e hidratadas com água do mar. Após 28 dias de hidratação à temperatura ambiente, observou-se que a pasta de cimento preparada somente com sílica exibiu maior percentual de portlandita em comparação daquela que foi preparada com hidroxiapatita, quitosana e alginato de sódio. Essas pastas de cimento foram avaliadas frente a soluções de cloreto de sódio (NaCl), ácido sulfúrico (H2SO4), bem como em água de produção, sob diferentes condições experimentais. Os resultados indicaram que, nas pastas de cimento ainda haviam compostos anidros, que não tinham sido hidratados. Assim sendo, as pastas de cimento continuaram sendo hidratadas durante a realização dos testes de imersão. Nas análises, observou-se que a pasta preparada com hidroxiapatita, quitosana e alginato de sódio, mostrou-se mais resistente frente aos ataques químicos, por apresentar menores quantidades de portlandita.

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Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanyGKCS_TESE.pdf: 7629414 bytes, checksum: 0319ec74d00ba690b4f1a60f7aab52d1 (MD5) Previous issue date: 2013-10-18 / Removing microcontaminants from effluents is a challenge today, because of its high cost and low efficiency, especially in the treatment of effluents containing heavy metals. An alternative that has emerged is the use of biodegradable nanocomposites, which exhibit good removal and recovery performances, in addition to its low cost. With this in mind, the present study aimed to develop and characterize a nanocomposite based on hydroxyapatite (HAP), polyurethane (PU) and polyvinyl alcohol (PVA) for removing heavy metals. Thus, the research was conducted in several steps: i)- Physico-chemical and microbiological hospital effluent characterization; ii)- Production of hydroxyapatite by aqueous precipitation technique, and their characterization; iii)- Production of the nanocomposite in which the hydroxyapatite was added to the polyurethane prepolymers and then the polyvinyl alcohol/hydroxyapatite film was produced; iv)- Polyvinyl composite without film PU/HAp was also produced in the proportions of 20 and 40% HAp; v)- The composites was characterized by the techniques of XRD, FTIR, SEM / EDS, BET, Zeta Potential and TGA; vi)- The sisal and coconut fibres were washed and dried for comparative tests of adsorption; vii)- Adsorption tests for evaluating the removal of heavy metals (nickel and cadmium). Initial screening adsorption capacity (HAp; PU/HAp - 20 and 40%; PU / HAp / PVA), kinetic studies of adsorption of Cd (II) by HAp; multifactorial design analysis (factorial design) for identifying the most important variables in the adsorption of Cd (II) by composite PU/HAp. Also comparative analysis of adsorption of Cd and Ni by composite PU/HAp were conducted, as well as comparative tests of adsorption of Cd (coconut fibre) and Ni (sisal fibre). It was possible to verify that the composite PU/HAp 40% showed better effectiveness for the removal of Cd (II) and Ni (II), above 80%, equivalent to the lignocellulosic fibre used and HAp produced. As main conclusion, it can be referred that the composite PU/HAp 40% is an effective adsorvent to wastewater treatment for heavy metal removal, with low cost and high efficiency / A remo??o de microcontaminantes, em especial no tratamento de efluentes contendo metais pesados, ? um desafio na atualidade, em decorr?ncia de seu elevado custo e baixa efici?ncia. Uma tecnologia que vem surgindo como promissora ? a aplica??o de nanocomp?sitos biodegrad?veis, a qual apresenta uma efici?ncia favor?vel de remo??o e recupera??o deste microcontaminante, al?m de seu baixo custo. Neste ?mbito, o presente estudo objetivou desenvolver e caracterizar um nanocomp?sito ? base de hidroxiapatita (HAP), poliuretano (PU) e ?lcool povinil?co (PVA) para remo??o de metais pesados. A investiga??o foi desenvolvida em v?rias etapas: i)- caracteriza??o f?sico-qu?mica e microbiol?gica de efluentes hospitalares, como potencial caso de estudo; ii)- produ??o de hidroxiapatita por meio da t?cnica de precipita??o aquosa, e respectiva caracteriza??o; iii)- produ??o de nanocomp?sito com revestimento, no qual a hidroxiapatita (HAp) foi adicionada aos pr?-pol?meros de poliuretano, e a pel?cula de ?lcool poliv?nilico e hidroxiapatita foi produzida e aderida ao comp?sito; iv)- produ??o de comp?sito n?o-peliculado PU/HAp nas propor??es a 20 e 40% de HAp; v)- caracteriza??o do comp?sito pelas t?cnicas de DRX, FTIR, MEV/EDS, BET, Potencial Zeta e TGA; vi)- tratamento f?sico-qu?mico da fibra de sisal e coco, como potenciais bioadsorventes de baixo custo utilizados em estudos comparativos; vii)- testes de adsor??o de metais pesados (n?quel e c?dmio). Neste ?mbito, foi realizada uma triagem inicial de capacidade de adsor??o da HAp, PU/HAp 20 e 40% e PU/HAp/PVA, envolvendo estudos cin?ticos de adsor??o de Cd (II). De modo a identificar as vari?veis mais importantes na adsor??o de Cd (II) pelo comp?sito PU/HAp, foi tamb?m considerado o desenho de experi?ncias (factorial design). Adicionalmente, este adsorvente (PU/HAp) foi tamb?m testado como adsorvente de Cd e Ni. Finalmente, foram realizados testes de adsor??o de Cd em fibras de coco, e de Ni em fibras de sisal. O estudo realizado permitiu concluir que o comp?sito PU/HAp 40% apresentou elevada efici?ncia na remo??o de Cd (II) e Ni (II), superiores a 80%, sendo equivalente ?s fibras lignocelul?sicas utilizadas e ? HAp produzida. Como principal conclus?o deste estudo, destaca-se o fato de que estes materiais podem ser utilizados no tratamento de efluentes para remo??o de metais pesados, dado que apresentam baixo e custo e elevada efici?ncia / 2020-01-01

A utilização de enxertos ósseos vem aumentando bastante em pequenos animais, entretanto, em aves esta utilização é menor devido à dificuldade de conseguir autoenxerto em quantidades adequadas. Sendo assim, o objetivo do projeto foi avaliar três tipos de enxertos em aves. Foram utilizadas 30 galinhas separadas em três grupos: grupo aloenxerto congelado em ultrafreezer (GUF) por duas semanas; grupo aloenxerto congelado em nitrogênio líquido (GNL) e grupo enxerto sintético de hidroxiapatita deficiente em cálcio (GHA). Os enxertos foram aplicados em defeito ósseo de aproximadamente 20mm na ulna das aves e fixados ao leito receptor com uma placa e quatro parafusos bloqueados. Os animais foram acompanhados por meio de avaliação clínica, radiográfica, histológica e biomecânica. A consolidação radiográfica ocorreu em 90% nos animais do GNL, 70% nos do GUF e 60% nos do GHA, com média de 47,14±13,50 dias no GUF, 61,67±21,79 dias no GNL e aos 70±18,17 dias no GHA, havendo diferença significativa entre o GUF e GHA. Histologicamente os enxertos do GUF apresentavam-se em processo de consolidação mais avançada, com remodelação óssea e a presença de osteoclastos. Na avaliação clínica todas as ulnas operadas tinham estabilidade, sem sinal de inflamação/contaminação, articulações preservadas, sem dor e sem desvios angulares graves na asa. Na análise biomecânica houve diferença significativa (p<0,05) entre o GNL e o GHA na resistência, já na avaliação de flexão máxima, observou-se diferença estatística entre o GHA e o GNL e entre o GHA e o GUF. Sendo assim, é possível concluir que os três enxertos testados podem ser utilizados em defeitos ósseos em aves, mas o melhor deles foi o GNL por apresentar mais vantagens na preparação, confecção, aplicação dos enxertos e resistência biomecânica, com maior taxa de consolidação óssea. / The use of bone grafts is increasing considerably in small animals, however, in poultry this use is less due to the difficulty of obtaining autograft in adequate quantities. Therefore, the objective of the project was to test three types of grafts, evaluating their best results over a period of 90 days. For this purpose, 30 chickens were divided into three groups: frozen ultra freezer allograft group (UFG) for two weeks; allograft frozen in liquid nitrogen group (LNG) and synthetic grafts of calcium deficient hydroxyapatite group (HAG). Grafts were applied to a bone defect of approximately 20 mm in the ulna of birds, in all three groups the grafts were fixed to the recipient bed with plates blocked and 4 screws locked. The animals were followed up by serial radiographs, histological examination, clinical orthopedic evaluation and biomechanical flexion assay. Radiographic consolidation occurred in 90% of the LNG, 70% in the GUF and 60% in the GHA, mean of 47.14 ± 13.50 days without UFG, 61.67 ± 21.79 days non LNG and at 70 ± 18.17 days without HAG, with a significant difference between UFG and HAG. Histologically, UFG grafts were in a more advanced consolidation process, presenting bone remodeling with a presence of osteoclasts In the clinical review, all of them were operated with stability, with no sign of inflammation / contamination, preserved joints, no pain and no angular deviations, graves in the nail. In the biomechanics, there was a significant difference (p <0.05) between LNG and HAG in the resistance, already in the evaluation of maximum flexion, it was observed statistical difference not HAG with LNG and HAG with UFG grafts. Thus, it is possible to conclude that the three grafts tested are feasible to be used in bone loss in birds, where the LNG was superior because it presented more advantages in the preparation, preparation and application of the grafts, presenting a higher rate of bone consolidation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Portland cement pastes are applied in the cementing of oil wells in sedimentary saliferous basins in regions called Pre-Salt. Usually, silica amounts are added to cement slurries to reduce portlandite formation, what increases the chemical reactivity of cemented regions before chemical attacks. However, little is known about the application of other types of materials, such as natural polymers, for example chitosan and sodium alginate, and hydroxyapatite, which can be extracted from fish scales. The influence of the addition of hydroxyapatite from fish scales, chitosan and sodium alginate in silica-containing cement pastes, which were prepared and hydrated with sea water, was evaluated in this study. After 28 days of hydration at room temperature, it was observed that the cement paste prepared only with silica exhibited a higher percentage of portlandite compared to that prepared with hydroxyapatite, chitosan and sodium alginate. These cement pastes were evaluated before solutions of sodium chloride (NaCl), sulfuric acid (H2SO4), as well as in production water under different experimental conditions. The results indicated that in cement pastes were still anhydrous compounds, which had not been hydrated. Thus, the cement pastes continued to be hydrated during the immersion tests. In the analysis, it was observed that the paste prepared with hydroxyapatite, chitosan and sodium alginate, showed to be more resistant in presence of the chemical attacks, due to having smaller amounts of portlandite. / Pastas de cimento Portland são aplicadas na cimentação de poços de petróleo em bacias sedimentares salíferas em regiões denominadas de Pré-Sal. Normalmente, quantidades de sílica são adicionadas as pastas de cimento, para diminuir a formação de portlandita, que aumenta a reatividade química das regiões cimentadas frente a ataques químicos. No entanto, sabe-se pouco sobre a aplicação de outros tipos de materiais, como polímeros naturais, a exemplo de quitosana e alginato de sódio, e hidroxiapatita, que pode ser extraída de escamas de peixes. No presente estudo, avaliou-se a influência da adição de hidroxiapatita proveniente de escamas de peixes, quitosana e alginato de sódio em pastas de cimento contendo sílica, que foram preparadas e hidratadas com água do mar. Após 28 dias de hidratação à temperatura ambiente, observou-se que a pasta de cimento preparada somente com sílica exibiu maior percentual de portlandita em comparação daquela que foi preparada com hidroxiapatita, quitosana e alginato de sódio. Essas pastas de cimento foram avaliadas frente a soluções de cloreto de sódio (NaCl), ácido sulfúrico (H2SO4), bem como em água de produção, sob diferentes condições experimentais. Os resultados indicaram que, nas pastas de cimento ainda haviam compostos anidros, que não tinham sido hidratados. Assim sendo, as pastas de cimento continuaram sendo hidratadas durante a realização dos testes de imersão. Nas análises, observou-se que a pasta preparada com hidroxiapatita, quitosana e alginato de sódio, mostrou-se mais resistente frente aos ataques químicos, por apresentar menores quantidades de portlandita.

The main purpose of the present study were to produce and characterize calcium phosphates, specially hydroxyapatite (Ca10(PO4)6(OH)2) and B-tricalcium phosphate (Ca3(PO4)2), with hierarchical pore arrangement obtained through a new synthesis process using just biocompatible precursors. IUPAC- International Union of Pure and Applied Chemistry classifies the pores in terms of the cavities diameters in mesopores (2 nm <o <50 nm) and macropores (o> 50 nm). The main objectives were twofold. The first was the template development using a surfactant, cetyltrimethyl ammonium bromide (C16TAB), and gelatinized corn starch to obtain a hierarchical arrangement of pores form meso to macropores. The second aspect was the production of hydroxyapatite doped with Eu3+ for drug delivery systems equipped with luminescent probes. For this purpose, pure samples and calcium phosphatedoped samples with 6 mol% of Eu3+ were produced with C16TAB and / or corn starch. The following experimental characterization techniques were employed: X-ray diffraction (XRD), X-ray absorption fine structure (XAFS), scanning electron microscopy (SEM), Small angle Xray scattering (SAXS) and the Ultralow angles X-ray scattering (USAXS), photoluminescence and cytotoxicity test. XRD revealed that the solutions drip order and the type of organic template promotes variations in the crystallites dimensions and induces the appearance of B- Ca2(P2O7), a-Ca2(P2O7) and carbonated calcium phosphate phases with of the main B-TCP phase. XAFS technique showed that the Eu3+ incorporation occurred preferentially in the Ca(1) sites of HAP. The luminescence results also revealed that the symmetry of the Eu3+ ion is affected by solutions drip order and the presence of C16TAB solution in the reactive medium. The hierarchical arrangement of pores was evaluated by SAXS / USAXS and SEM analysis. The results indicated that only C16TAB was not able to induce proses, whereas the samples produced with combination of corn starch and C16TAB presented meso and macropores structures. In vitro cytotoxicity tests revealed excellent biocompatibility of our calcium phosphate porous systems. / O presente estudo tem como foco a caracterização dos fosfatos de cálcio, em especial a hidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2) e B-tricálcio fosfato (Ca3(PO4)2), com hierarquia de poros obtidos através de um novo processo de síntese usando precursores biocompatíveis. Em estruturas inorgânicas, a IUPAC- International Union of Pure and Applied Chemistry classifica os poros em termos dos diâmetros em mesoporos (2 nm < o < 50 nm) e macroporos (o >50 nm). Os objetivos propostos na tese envolvem dois aspectos, o primeiro relacionado com o desenvolvimento de um molde orgânico constituído por dois compostos: surfactante Brometo de Cetiltrimetilamônio (C16TAB) e amido de milho gelatinizado para formação de estruturas com hierarquia de porosidade de meso e macroporos. O segundo aspecto é em relação a produção de hidroxiapatita dopada com Eu3+ para uso em sistemas porosos de liberação de fármacos dotados de sonda luminescente. Para tanto, foram preparadas amostras de hidroxiapatitas e B-tricálcio fosfato dopadas com 6 mol% de Eu3+ sintetizadas na presença do C16TAB e/ou amido de milho. Foram empregadas as seguintes técnicas de caracterização: a difração de raios X (XRD), estrutura fina de absorção de raios X (XAFS), microscopia eletrônica de varredura (SEM), espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS) e a ultra baixos ângulos (USAXS), espectroscopia de fotoluminescência e testes de citotoxicidade. Dos resultados de XRD foi constatado que a ordem de gotejamento das soluções de partida e o tipo de molde orgânico empregado promove variações nas dimensões dos cristalitos dos fosfatos de cálcio e surgimento de fases B-Ca2(P2O7), a-Ca2(P2O7) e fosfatos de cálcio carbonatados junto com a fase cristalina do B-TCP. Na investigação por XAFS foi avaliado a simetria local de incorporação do Eu3+ na estrutura da hidroxiapatita. Os resultados revelam que a incorporação de Eu3+ se dá em maior escala em sítios de Ca(1) do que no de Ca(2). Os resultados de fotoluminescência também revelaram que a simetria do íon Eu3+ é afetada pela ordem de gotejamento das soluções de partida e pela presença do C16TAB no meio reativo. Em relação a formação de arranjos com hierarquia de porosidade os resultados de SAXS/USAXS e SEM indicaram que o molde constituído por C16TAB não formaram poros, enquanto que as amostras com molde da combinação entre amido de milho e C16TAB apresentaram estruturas de meso e macroporos. Testes de citotoxicidade in vitro revelaram que os sistemas de fosfatos de cálcio porosos desenvolvidos não são tóxicos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of composites containing bioceramics and polymers in order to combine the advantages isolated materials, with the aim of producing a system with suitable mechanical characteristics for drug delivery has been widely studied in recent years. Thus, the aim of this work was to develop hydroxyapatite-chitosan composites containing silver sulfadiazine, an antibiotic of choice for treatment of burns and skin extensive wounds, complexed in β-cyclodextrin. The composites were obtained by solvent evaporation method. In order to improve the solubility of the silver sulfadiazine in an aqueous medium, inclusion complexes were obtained by paste method, at different stoichiometric ratios silver sulfadiazine/β-cyclodextrin (1:1, 1:2 and 1:3), respectively. After procurement, the complexes, composites and its individual components were characterized by differential scanning calorimetry, thermogravimetry, Fourier transformed infrared, X-ray diffraction and scanning etectron microscopy. The development of the assay method and the drug complexation efficiency was performed by high performance liquid chromatography. The characterization results of the components, physical mixture and inclusion complexes obtained, allowed us to visualize the interaction between the drug and β-cyclodextrin, suggesting complexation. The characterization results of the components and composites showed possible interactions between hydroxyapatite, chitosan and inclusion complexes demonstrating that there was formation of the composite after incorporation of the drug. The drug assay method was developed and showed a linear response in the concentration range from 0.003 to 0.03 mg/mL, with r² = 0.9996, and the test showed precision, accuracy, quantification limit, detection limit and robustness adequate for investigation of drug dosing. The inclusion complexes 1:1 had higher complexation efficiency of silver sulfadiazine in β-cyclodextrin (32.15%). Thus, the stoichiometric ratio 1:1 proved to be sufficient for formation of the inclusion complex of silver sulfadiazine/β-cyclodextrin, and subsequently was favorable to be incorporated into the hydroxyapatite/chitosan composites. / A utilização de compósitos contendo biocerâmicas e polímeros a fim de combinar as vantagens dos materiais isolados, com o objetivo de produzir um sistema com características mecânicas apropriadas para liberação de fármacos tem sido bastante estudada nos últimos anos. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi desenvolver compósitos hidroxiapatita-quitosana contendo sulfadiazina de prata, um antibiótico de escolha para o tratamento de queimaduras e feridas amplas da pele, complexada em β-ciclodextrina. Os compósitos foram obtidos por meio do método de evaporação do solvente. A fim de melhorar a solubilidade da sulfadiazina de prata em meio aquoso, complexos de inclusão foram obtidos por malaxagem, em diferentes razões estequiométricas de sulfadiazina de prata/β-ciclodextrina (1:1, 1:2 e 1:3) respectivamente. Após obtenção, os complexos, os compósitos e seus componentes isolados foram caracterizados por calorimetria exploratória diferencial, termogravimetria, espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. O desenvolvimento do método de doseamento e a eficiência de complexação do fármaco foram realizados por cromatografia líquida de alta eficiência. Os resultados de caracterização referentes aos componentes isolados, mistura física e complexos de inclusão obtidos, permitiram visualizar interações entre o fármaco e a β-ciclodextrina, sugerindo a complexação. Os resultados de caracterização dos compósitos e seus componentes permitiram visualizar possíveis interações entre a hidroxiapatita, quitosana e os complexos de inclusão demonstrando que houve a formação do compósito após incorporação do fármaco. O método de doseamento foi desenvolvido e apresentou resposta linear na faixa de concentração de 0,003 a 0,03 mg/mL, com r² = 0,9996, e o ensaio demonstrou precisão, exatidão, limite de quantificação, limite de detecção e robustez adequadas para a investigação do doseamento do fármaco. Os complexos de inclusão 1:1 obtiveram maior eficiência de complexação da sulfadiazina de prata em β-ciclodextrina (32,15%). Dessa maneira, a razão estequiométrica 1:1 mostrou-se suficiente para formação do complexo de inclusão de sulfadiazina de prata/β-ciclodextrina, e posteriormente, foi favorável ao ser incorporado ao compósito hidroxiapatita/quitosana.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Hybrid composites with chitosan (CHI), fibroin (SF) and hydroxyapatite (HA) are biocompatible and attractive for bone engineering applications. The objective of this work was to prepare, to characterize and to evaluate in vitro cells behavior in contact with CHI, CHI/SF and CHI/SF/HA scaffolds. The biomaterials were produced from a CHI, CHI/SF, CHI/SF/HA solution in acetic acid and, after the production process, they were submitted the in vitro tests with STRO+1A, MC3T3-E1 and SaOS-2 cells for 07, 14 and 21 days. The scaffolds were characterized by X-ray diffraction, attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. In addition, tests of porosity, pore size and contact angle were performed. Cell viability and activity were assessed by MTT reduction and alkaline phosphate activity detection. It was possible to prepare scaffolds 3D based on chitosan, fibroin and hydroxyapatite and the interaction between this materials were observed by physicochemical characterization. The composites were considered non-toxic and they were capable to promote cell adhesion, proliferation and differentiation. Additionally, they may be used in the therapy of bone defect repair. / Compósitos híbridos de quitosana (CHI), fibroína (SF) e hidroxiapatita (HA) são biocompatíveis e atrativos para aplicações na engenharia tecidual óssea. O objetivo desse trabalho foi preparar, caracterizar e avaliar o comportamento in vitro de compósitos 3D de CHI, CHI/SF, CHI/SF/HA. Os biomateriais foram produzidos a partir de uma solução de CHI, CHI/SF e CHI/SF/HA em ácido acético e após a realização dos processos de produção foram submetidos a testes in vitro com células STRO+1A, MC3T3-E1 e SaOS-2 por 07, 14 e 21 dias. Os arcabouços foram caracterizados por difração de raios-X, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier com refletância total atenuada, análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, e submetidos a testes para verificação da porosidade, tamanho de poro e ângulo de contato. A viabilidade e a atividade celular foram avaliadas por redução de MTT e pela detecção da atividade de fosfatase alcalina. Foi possível preparar arcabouço 3D com matriz baseada em quitosana, fibroína e hidroxiapatita e houve interação entre esses materiais, sendo constatado através da caracterização físico-química. Ambos os compósitos foram considerados atóxicos e capazes de promover adesão, proliferação e diferenciação celular, podendo ser utilizados na terapia do reparo de defeito ósseo.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The sol-gel process used in obtaining bioactive glasses provide suitable conditions for the precipitation of hydroxyapatite nanocrystals below the glass transition temperature (Tg), even before they were immersed in biological fluids. However, because it is an ordering short, there is a great difficulty in proving its existence via the usual methods of characterization.There is evidence that the sol-gel process used to obtain bioactive glasses provides), and even before being immersed in biological fluids. Because of its short-range order, there is a great difficulty in proving its existence via the usual methods of characterization. Thus, the aim of this study was to understand the process involved in the formation of this nanocrystalline phase on the bioactive glass using Rietveld refinement on data from X-ray diffraction and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM); and how this glass behave on dissolution/precipitation essays. In addition, MgO oxide was used as probe to confirm the presence of apatite phase. Nanocrystalline apatite domains were observed after thermal treatment, even at temperatures below the Tg. The formation of this phase is directly related to the initial separation of calcium nitrate and triethyl phosphate (TEP) from amorphous silicate clusters during the drying process. After heat treatment at 300oC, calcium nitrate is decomposed and calcite formed. Subsequently, calcite is decarburized, and the remaining phosphate groups react with calcium, increasing the amount of nanocrystalline apatite domains. Above the Tg, the crystallinity of these phases is increased, other phases such combeita and β-cristobalite are easily identified among the products crystallization, occurring in independent events. Therefore, it was possible to propose a mechanism for crystallization of apatite below the Tg became clear that the sol-gel process produces, in fact, suitable conditions for crystallization even during the initial formation of bioglass at low temperatures and without any contact with biological fluids. The dissolution assay showed that there is no apparent change for different levels of MgO inserted, and that along the immersion period, the glass will decompose with the release of SiO44- while an apatite layer is being formed on the surface by deposition Ca2+, Mg2+ and PO43-. / O processo sol-gel utilizado na obtenção de biovidros proporciona condições adequadas para o ordenamento de nanocristais de hidroxiapatita abaixo da temperatura de transição vítrea (Tg), antes mesmo de serem imersos em fluidos biológicos. No entanto, por se tratar de um ordenamento de curta distância, há uma grande dificuldade em se comprovar sua existência via métodos usuais de caracterização. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi entender o processo envolvido na formação dessa fase nanocristalina no biovidro usando refinamento Rietveld sobre dados de difração de raios X e microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM); e como esse vidro se comporta em ensaios de bioatividade, através de ensaio de dissolução/precipitação. Além disso, MgO foi usado como óxido sonda para a confirmação da presença da fase apatita. Domínios de apatita nanocristalina foram observados após tratamento térmico, mesmo em temperaturas abaixo da Tg. A formação desta fase está diretamente associada à segregação inicial de nitrato de cálcio e trietilfosfato (TEP) a partir dos clusters de silicato amorfo durante o processo de secagem. Após o tratamento térmico à 300oC, o nitrato de cálcio é decomposto e a calcita formada. Posteriormente, a calcita é descarbonizada, e os grupos fosfato restantes reagem com o cálcio, aumentando a quantidade de domínios de apatita nanocristalina. Acima da Tg, a cristalinidade destas fases aumenta, e outras fases como combeita e cristobalita do tipo beta são facilmente identificadas entre os produtos de cristalização, ocorrendo em eventos independentes. Portanto, foi possível propor um mecanismo para a cristalização de uma apatita abaixo da Tg ficando claro que o processo sol-gel gera, de fato, condições adequadas para a cristalização, mesmo durante a formação inicial do biovidro em baixas temperaturas e sem qualquer contato com fluidos biológicos. O ensaio de dissolução mostrou que não há variação aparente para diferentes teores de MgO inserido, e que ao longo do período de imersão, o vidro vai se decompondo com liberação de SiO44- ao passo que uma camada de apatita vai se formando na superfície pela deposição de Ca2+, PO43- e Mg2+.

The aim of this work was to evaluate the effect of microwave heating on the insertion of Ag+ ions in hydroxyapatite (HA) nanocrystals ion exchange. Assynthesized HA nanocrystals obtained by the precipitation method in aqueous medium were immersed in an Ag+-containing solution (0.1 mol L-1) and heated in a microwave oven at 100°C/15 min under a power of 800 W. The nanocrystals were also heated in an oil bath at 80°C/4 h. To isolate the effect of the heating sources from the Ag+ ions, the HA nanocrystals were also heated in aqueous solution without Ag+ ions. All the assays were characterized by wavelength dispersive X-ray fluorescence spectroscopy, X-ray diffraction with Rietveld refinement, transmission electron microscopy and Fourier transform infrared spectroscopy. Regardless of the heating source, Ag+ ions reacted with HA nanocrystals resulting in the formation of Ag3PO4 and Ag0 phases. Microwave heating was able to accelerate these reactions. In addition, both the microwave heating and Ag+ ions clearly affected the insertion of the HPO4 2- and CO3 2- ions into the PO4 3- and OH- sites of the HA structure. As a consequence of these occupations, the lattice parameters, unit cell volume, crystallite size, morphology and aspect ratio of the HA nanocrystals were affected. The observed results indicate that microwave heating was able to alter not only crystallographic aspects of the HA phase, but also the Ag+-doping rate of the HA nanocrystals in aqueous solution. / O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito do aquecimento por micro-ondas na inserção de íons Ag+ em cristais nano-estruturados de hidroxiapatita (HA) via troca-iônica em meio aquoso. Para isso, os nanocristais de HA pura, sintetizados por precipitação química em meio aquoso, foram imersos em solução aquosa contendo Ag+ (0,1 mol L-1) e aquecidos por micro-ondas (100°C/15 min) a 800 W de potência. Para fins comparativos, o mesmo procedimento foi realizado utilizando o aquecimento em banho de óleo (80°C/4 h). Para observação do efeito dos íons Ag+ em detrimento do aquecimento, os nanocristais de HA pura também foram aquecidos em água destilada, sob as duas fontes de calor. As amostras foram caracterizadas por espectroscopia de fluorescência de raios X por dispersão de comprimento de onda, difração de raios X com refinamento pelo método Rietveld, microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier. Independentemente do tipo de aquecimento, a interação da HA com os íons Ag+ resultou na formação de Ag3PO4 e de Ag0. O aquecimento por micro-ondas foi capaz de acelerar as reações entre os íons Ag+ e a superfície da HA formando uma maior quantidade de Ag3PO4 em um menor tempo de aquecimento. Além disso, tanto o aquecimento por micro-ondas quanto a interação com os íons Ag+ afetaram visivelmente a ocupação de HPO4 2- e CO3 2- em nos sítios de PO4 3- e OH- na estrutura da HA. Como consequência dessas ocupações, os parâmetros de rede, volume da célula unitária, tamanho de cristalito, morfologia e esfericidade dos nanocristais de HA também foram afetados. Os resultados observados indicam que o aquecimento por micro-ondas foi capaz de alterar não somente os aspectos cristalográficos, mas também a taxa de dopagem dos íons Ag+ nos nanocristais de HA em meio aquoso. / São Cristóvão, SE